Synthese, Eigenschaften und Struktur neuer Materialien und Katalysatoren

Der Begriff „Katalysator“ wurde zuerst 1836 von dem schwedischen Chemiker Jöns Jakob Berzelius (1779-1848) 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 des Forschungsvorhabens wurde 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 wurden im Projekt Verbindungen mit Metallen der Haupt- und der Nebengruppe des Periodensystems hergestellt und auf ihre chemischen und physikalischen Eigenschaften untersucht. Die wissenschaftlichen Arbeiten konzentrierten sich auf nichttoxische Metalloxidpaare.

1909 erhielten Wilhelm Oswald (1853-1932) den ersten und 2007 Gerhard Ertl (*1936) 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.

Kommissionsmitglieder

Prof. Dr. Herbert W. Roesky (Vorsitz) | Prof. Dr. Reiner Kirchheim | Prof. Dr. Achim Müller | Prof. Dr. Konrad Samwer | Prof. Dr. Dietmar Stalke