Numerische Verfahren zur Berechnung von Multikomponentenzerlegungen für spektroskopische Anwendungen

• Antragsteller: Professor Dr. Klaus Neymeyr
• Fachliche Zuordnung: Technische Chemie ; Mathematik
• Förderung: Förderung von 2012 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 214012032

Die spektroskopische Beobachtung chemischer Reaktionsverläufe bei hoher Frequenzaufllösung und zeitlich dichter Spektrenfolge liefert große Datenmengen. Diese Messdaten enthalten die überlagerten Beiträge aller beteiligten Reinkomponenten. Faktoranalytische Methoden der Chemometrie erlauben, aus diesen Daten auf die Zahl der beteiligten Reinkomponenten, deren Spektren sowie zeitliche Konzentrationsprofile zu schließen. In der laufenden F¨orderperiode des Projekts werden neue mathematische Zugänge und numerische Lösungsverfahren insbesondere f ür die Berechnung aller möglichen Reinkomponentenzerlegungen von Mehrkomponentensystemen entwickelt und analysiert. Während die sogenannten selbstmodellierenden Faktormethoden der Chemometrie stets nur eine mögliche Reinkomponentenzerlegung vorschlagen, erlaubt ein neu entwickelter systematischer Zugang eine Berechnung der Menge zulässiger Lösungen. Im Projekt werden darauf aufbauendVerfahren zur Identifizierung der korrekten Reinkomponentenzerlegung etwa durch Ankopplung eineskinetischen Reaktionsmodells oder durch die neue Komplementaritätstheorie entwickelt. Die schnellen und stabilen numerischen Lösungsverfahren wurden in der FAC-PACK Software veröffentlicht. Die auf Methodenentwicklung abzielende Arbeit wird begleitet durch eine enge Kooperation mit dem Leibniz-Institut für Katalyse e.V. in Rostock. Spektroskopisches Datenmaterial unter anderem zur übergangsmetallkatalysierten Carbonylierung wird zur Validierung der numerischen Verfahren verwendet. Dabei wurden wesentliche Fortschritte bei der Auswertung von in-situ FT-IR spektroskopischen Untersuchungen an Reaktionssystemen der homogenen Katalyse erzielt.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen