Akademie der Wissenschaften zu Göttingen

Synthese, Eigenschaften und Struktur neuer Materialien und Katalysatoren

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Wissenschaftler im Labor am Institut für Anorganische Chemie der Georg-August-Universität Göttingen

Die Kommission über Katalyse und neue Materialien besteht seit vier Jahren. Der Begriff „Katalysator“ wurde zuerst 1836 von Jöns Jakob Berzelius eingeführt. Es handelt sich um eine Verbindung, die eine Reaktion beschleunigt, dabei aber nicht verbraucht wird. Die Katalyse findet in der Chemie eine sehr breite Anwendung, weil man die meisten Reaktionen in Gegenwart eines Katalysators sehr viel effizienter in der Ausbeute, der Selektivität und mit einem größeren wirtschaftlichen Energieeinsatz durchführen kann. So werden Katalysatoren beispielsweise für die Herstellung von polymeren Materialien vielfältig eingesetzt.
Im Rahmen dieses Vorhabens wird mit unterschiedlichen Metallen gearbeitet, die in einer Verbindung miteinander kooperieren können. Dadurch entstehen neue Materialien mit außergewöhnlichen Eigenschaften. Die verschiedenen Metalle sind lediglich durch eine Sauerstoffbrücke voneinander getrennt. Dies garantiert eine optimale Wechselwirkung. So hat die Kombination beispielsweise von Zirconium und Aluminium als auch die von Titanium und Aluminium zu den aktivsten Katalysatoren geführt, die für Polymerisationsreaktionen bisher bekannt waren.
Das Sauerstoffatom zwischen den Metallatomen erhöht die Elektrophilie an den Metallzentren, und dadurch findet eine bessere Wechselwirkung des eintretenden Monomers mit den Metallzentren statt. Nach diesem Prinzip werden Verbindungen mit Metallen der Haupt- und der Nebengruppe des Periodensystems hergestellt und auf ihre chemischen und physikalischen Eigenschaften untersucht. Die wissenschaftlichen Arbeiten konzentrieren sich auf nichttoxische Metalloxidpaare.
1909 erhielten Oswald den ersten und 2007 Gerhard Ertl den bisher letzten Chemie-Nobelpreis für ihre Arbeiten über Katalysatoren. Daraus kann man ersehen, dass die wissenschaftlichen Arbeiten auf dem Gebiet der Katalyse auch nach hundert Jahren ihre große Bedeutung nicht verloren haben.

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