In-situ-Spektroskopie

Eine chemische Reaktion ist bezüglich ihrer Komponenten am besten durch analytische Verfahren zu charakterisieren, die ohne Probenahme, unmittelbar im Reaktionssystem, arbeiten (in situ). Diese Verfahren gewährleisten am ehesten, dass die rot bezeichneten Komponenten, die für das Gelingen eines chemischen Prozesses entscheidend sein können, nicht unentdeckt bleiben.

Dies gilt besonders für Katalyseprozesse, wo die Spektroskopie am arbeitenden Katalysator eine besondere Herausforderung darstellt, für Optimierungsprozesse aber außerordentlich nützlich ist.

Neben den erwähnten Neben- und Konkurrenzreaktionen spielt die Überführung des Katalysators aus Vorstufen in die aktive Form und dessen Verhalten unter Reaktionsbedingungen (Standzeit, Konkurrenz- und Abbaureaktionen, »Katalysatorvergiftung«) eine wichtige Rolle. Auch dies kann durch in-situ-Experimente erforscht werden. Operando-Spektroskopie (Beobachtung des arbeitenden Katalysators mit simultaner Produktanalytik) als Spezialfall der in-situ-Spektroskopie kann hier wertvolle Beiträge liefern.

Im Service-Bereich Analytik führen wir in-situ-Untersuchungen an homogenen Reaktionen mittels NMR-Spektroskopie und an heterogenen Systemen (feste Katalysatoren) mittels Röntgenbeugung durch. Auch andere Forschungsbereiche im LIKAT (Asymmetrische Katalyse, Schwingungsspektroskopie in der Katalyse, Katalytische in situ-Studien) bedienen sich der in-situ-Methoden, um Katalysatorsysteme zu verstehen und zu verbessern.