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Für Chemiker sind Katalysatoren das "Salz in der Suppe": sie beschleunigen Reaktionen und senken den Energiebedarf, werden aber selbst nicht verbraucht. Um ein reines Endprodukt zurückzulassen und erneut verwendbar zu sein, muss die Katalysatorsubstanz jedoch abgetrennt und "herausgefischt" werden. An der Universität Erlangen-Nürnberg hat eine Arbeitsgruppe am Lehrstuhl für Organische Chemie I von Prof. Dr. John A. Gladysz einen neuen Weg eingeschlagen. Die Löslichkeit von Katalysatoren wird eng an die Temperatur gekoppelt. Der Erlanger Chemiker Marc Wende erreicht dies, indem er diesen Stoffen Molekülgruppen anhängt, die er "Pony tails" oder "Pferdeschwänze" getauft hat. Für das Recycling von Katalysatoren bedeutet das einen großen Fortschritt.
Dass Chemikalien bei verschiedenen Temperaturen unterschiedliches Verhalten zeigen, nützt die in Erlangen entwickelte neue Methode auf andere Weise. Marc Wende fand heraus, dass extrem temperaturabhängige Löslichkeiten zu erzielen sind, wenn an einem Katalysator ausreichend lange und genügend viele "Pony tails" einer bestimmten Zusammensetzung angebracht werden. Beispielsweise erhält man so einen phosphorhaltiger Katalysator, der in organischen Lösungsmitteln bei Raumtemperatur kaum löslich ist, bei 100°C jedoch 150 mal besser. Die Reaktion wird bei einer günstigen, höheren Temperatur durchgeführt; anschließend kann man die Flüssigkeit einfach abkühlen lassen und den Katalysator herausfiltrieren, so wie Nudeln mit einem Sieb aus dem Kochwasser entfernt werden. Das Produkt bleibt in der Lösung.
Am 21. November 2001 veröffentlichte das "Journal of the American Chemical Society", die weltweit führende Fachzeitschrift für Chemie, einen Beitrag von Marc Wende, Dr. Ralf Meier und Prof. John Gladysz, in dem diese Nutzung des Thermomorphismus, der mit der Wärme gekoppelten Löslichkeit, für das Recycling von Katalysatoren vorgestellt wird. Die "Pferdeschwänze" sind nach der Formel (CH2)m(CF2)n-1CF3 aufgebaut, bestehen also aus Kohlenstoff, Wasserstoff und einem hohen Anteil Fluor, wobei der Betrag für die Zahl m typischerweise zwischen 0 und 3 und der Betrag für n zwischen 6 und 10 liegt. Die chemische Zusammensetzung ist der von Teflon sehr ähnlich.
http://www.uni-erlangen.de/docs/FAUWWW/Aktuelles/2001/Forschung_2001/612Perdesch...
Merkmale dieser Pressemitteilung:
Biologie, Chemie, Maschinenbau, Meer / Klima, Umwelt / Ökologie
überregional
Forschungsergebnisse
Deutsch
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