Monolithisch-geträgerte Metall-Nanocluster für katalytische Anwendungen

• Antragsteller: Professor Dr. Michael R. Buchmeiser
• Fachliche Zuordnung: Präparative und Physikalische Chemie von Polymeren
• Förderung: Förderung von 2006 bis 2009
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 20805014

• Erstellungsjahr: 2009

Zusammenfassung der Projektergebnisse

Folgende Teilprojekte konnten erfolgreich bearbeitet werden: 1. Die Herstellung monolithischer Materialien mittels Ring öffnender Metathesepolymerisation (ROMP) konnte erfolgreich auf cis-Cycloocten basierte Monomere und Quervernetzer übertragen werden. 2. Die Herstellung monolithischer Materialien mittels ROMP konnte erfolgreich auf Schrock Katalysator initiierte Systeme übertragen werden. Auch die Funktionalisierung ist möglich. 3. Diese Materialien wurden erfolgreich in den Trenntechniken (HPLC, p-HPLC) eingesetzt. 4. cis-Cycloocten basierte Monolithe zeigen dabei eine deutlich erhöhte Langzeitstabilität im Vergleich zu solchen auf Norborn-2-en Basis. 5. Monolithische Materialien können erfolgreich mittels Elektronenstrahlhärtung (ESH) hergestellt werden. 6. Mittels dieses Verfahrens sind großvolumige (>1 L) und temperaturstabile Monolithe (>150°C) zugänglich. 7. Die parallele Charakterisierung der neuen Monolithe hinsichtlich ihrer chromatographischen Parameter lieferte wertvolle hinweise auf Druck- und Langzeitstabilität, Gegendruck und Stoffaustauschverhalten. 8. Die Funktionalisierung dieser Materialien kann in situ erfolgen. 9. Ein Konzept zur Oberflächenfunktionalisierung ESH abgeleiteter monolithischer Materialien mittels ROMP wurde erfolgreich realisiert. 10. Die Materialien können in der Durchflusskatalyse (z. B. Heck Kupplungen) eingesetzt werden. 11. Die Materialien können in den Trenntechniken und Mikrotrenntechniken (HPLC Trennung von Proteinen) eingesetzt werden. 12. Eine Monolithensynthese mittels TEMPO initiierter kontrollierter radikalischer Polymerisation erwies sich als nicht Ziel führend. 13. Eine Übertragung der ESH Technologie auf Styrol basierte Systeme erwies sich als nicht Ziel führend. 14. Sowohl ESH- als auch ROMP basierte Monolithe können Poren-selektiv funktionalisiert werden. 15. Die Immobilisierung von Fe3+ und Pd2+ ist möglich, die weiterer Metalle sehr wahrscheinlich. 16. Mittels Fe und Pd Katalyse können im high throughput screening Verfahren zahlreiche C-C Kupplungen erfolgreich realisiert werden. 17. Eine von einem Gutachter angesprochene (negative) Wechselwirkung zwischen den Metallionen und der Monolithenherstellung ist definitiv nicht zu beobachten und war auch nicht zu erwarten, da die Monolithensynthese und Beladung mit Metallionen konsekutiv ablaufen.

Projektbezogene Publikationen (Auswahl)

• Poly(Cyclooctene)-Based Monolithic Columns for Capillary High Performance Liquid Chromatography Prepared via Ring-Opening Metathesis Polymerization (ROMP), J. Chromatogr. A 1132 (2006) 124-131
  B. Schlemmer, G. Gatschelhofer, T. R. Pieber, F. M. Sinner, M. R. Buchmeiser
  
• Tailored Ring-Opening Metathesis Polymerization (ROMP) Derived Monolithic Media Prepared From Cyclooctene-Based Monomers and Crosslinkers, Macromolecules 39 (2006) 5222-5229
  R. Bandari, A. Prager-Duschke, C. Kühnel, U. Decker, B. Schlemmer, M. R. Buchmeiser
  
• Monolithic Media Prepared via Electron Beam Curing for Proteins Separation and Flow-Through Catalysis, Macromol. Chem. Phys. 208 (2007) 1428-1436
  R. Bandari, W. Knolle, A. Prager-Duschke, M. R. Buchmeiser
  
• Polymeric Monolithic Materials: Syntheses, Properties, Functionalization and Applications, Polymer 48 (2007) 2187-2198
  M. R. Buchmeiser
  
• Preparation, Characterization and Applications of Electron-Beam Curing-Derived Monolithic Materials, Macromol. Symp. 254 (2007) 87-92
  R. Bandari, W. Knolle, M. R. Buchmeiser
  
• Ring-Opening Metathesis Polymerization Based Post-Synthesis Functionalization of Monolithic Media Prepared via Electron Beam Curing, Macromol. Rapid Commun. 28 (2007) 2090-2094
  R. Bandari, W. Knolle, M. R. Buchmeiser
  
• Separation Behavior of Electron-Beam Curing Derived, Acrylate-Based Monoliths, J. Sep. Sci. 30 (2007) 2821-2827
  R. Bandari, C. Elsner, W. Knolle, C. Kühnel, U. Decker, M. R. Buchmeiser
  
• Comparative study on the separation behavior of monolithic columns prepared via ringopening metathesis polymerization and via electron beam irradiation triggered free radical polymerization for proteins, J. Chromatogr. A. 1191 (2008) 268-273
  R. Bandari, W. Knolle, M. R. Buchmeiser
  
• Monolithische Polymere als Trägermaterial für Zellkultivierung, Zelldifferenzierung und Tissue-Engineering, Angew. Chem. 120 (2008) 9279-9281
  A. Löber, A. Verch, B. Schlemmer, S. Höfer, B. Frerich, M. R. Buchmeiser
  
• Ring-opening metathesis polymerization-derived monolithic capillary columns for highperformance liquid chromatography. Downscaling and application in medical research, J. Chromatogr. A. 1191 (2008) 274-281
  F. M. Sinner, C. Gatschelhofer, A. Mautner, C. Magnes, M. R. Buchmeiser, T. R. Pieber
  
• Stationary Phases for Chromatography Prepared by Ring-Opening Metathesis Polymerization, J. Sep. Sci. 31 (2008) 1907-1922
  M. R. Buchmeiser