Chemikern gelingt umweltfreundliche Katalyse mit Luftsauerstoff

04.11.2011: Wissenschaftlern der Universität Leipzig ist die Herstellung und Charakterisierung von Katalysatoren gelungen, mit denen wichtige Zwischenprodukte für die industrielle Produktion von Kosmetika, Duftstoffen und Pharmazeutika künftig kostengünstiger und umweltfreundlicher hergestellt werden können.

Gemeinsam mit Forschern des slowenischen National Institute of Chemistry in Ljubljana haben sie manganhaltige kristalline Silikate im Labor erzeugt, die eine geordnete Porenstruktur im Nanometerbereich aufweisen. Dabei konnten die Wissenschaftler isolierte Manganatome so in die spezielle poröse Struktur des Silikats einbringen, dass eine selektive Verbrennung der Kohlenwasserstoffe allein durch Luftsauerstoff ermöglicht wird. Umweltschädliche Reagenzien werden damit ebenso überflüssig wie teure Edelmetallkatalysatoren aus Gold, Platin oder Palladium. Ihre Forschungsergebnisse haben die Wissenschaftler aus Slowenien und des Instituts für Technische Chemie der Universität Leipzig im Fachjournal "Microporous and Mesoporous Materials" veröffentlicht.

"Erdölstämmige Produkte können damit in Zukunft allein mit Luftsauerstoff als Oxidationsmittel in hochwertige Feinchemikalien umgewandelt werden", erklärt Prof. Dr. Roger Gläser vom Institut für Technische Chemie an der Universität Leipzig. Durch die Katalysatoren, bei denen es sich um Mangansilikalite handelt, wird die ungewünschte vollständige Verbrennung der Kohlenwasserstoffe wirksam unterbunden. Dieser Prozess der Totaloxidation läuft bei höheren Temperaturen ohne Katalysatoren ab, beispielsweise im Motor eines Autos.

Die im Labor hergestellten Katalysatoren sind nicht nur umweltfreundlich, sondern durch die verwendeten Materialien Mangan und Silikat kostengünstig herzustellen. "Zwar haben wir mit den nanoporösen Mangansilikaten bislang nur solche Kohlenwasserstoffe umgesetzt, die besonders reaktiv sind. Wir sind aber nun auf dem besten Weg, auch reaktionsträge Kohlenwasserstoffe nur mit der Hilfe von Luftsauerstoff als Oxidationsmittel selektiv zu hochwertigen Feinchemikalien umzuwandeln", sagt Gläser, der auch das Institut für Nichtklassische Chemie an der Universität Leipzig leitet. "Definitiv besitzen diese nanoporösen, manganhaltigen Silikate ein enormes Potential als Oxidationskatalysatoren. Für eine nachhaltige und umweltfreundliche Gestaltung chemischer Produktionsprozesse werden sie dringend benötigt", so der Wissenschaftler.