Komposit-Photokatalysatoren für die selektive photokatalytische Oxidation von Glycerol

• Antragsteller: Professor Dr. Radim Beránek
• Fachliche Zuordnung: Festkörper- und Oberflächenchemie, Materialsynthese
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 276806543

Eine der wichtigsten wissenschaftlichen Herausforderungen ist die Entwicklung innovativer photokatalytischer Prozesse, in denen wirtschaftlich relevante chemische Reaktionen unter Bestrahlung mit (Sonnen)licht und unter milden Bedingungen (Raumtemperatur, Normaldruck, leichtverfügbare Oxidations- bzw. Reduktionsmittel) durchgeführt werden können. Obwohl erhebliche Fortschritte bei der Entwicklung von heterogenen Photokatalysatoren für die solare Wasserspaltung und für den Schadstoffabbau erzielt wurden, ist vergleichsweise viel weniger über selektive photokatalytische Synthesereaktionen von hochwertigen organischen Verbindungen bekannt. Wir haben vor kurzem eine neue Art von Komposit-Photokatalysatoren für die Verwendung in der selektiven photokatalytischen Oxidation von Glycerol zu 1,3-Dihydroxyaceton (DHA) erfunden. Während Glycerol ein kostengünstiges Abfallprodukt der Biodieselherstellung ist, ist DHA eine hochwertige chemische Verbindung, die z.B. in der Kosmetikindustrie oder in der Synthese von neuen biologisch abbaubaren Polymeren verwendet werden kann. Basierend auf unseren Vorarbeiten, sind die Hauptziele dieses Projekts: 1) den Reaktionsmechanismus der selektiven photokatalytischen Oxidation von Glycerol zu DHA zu entschlüsseln, und 2) die Korrelation zwischen Struktur und Wirkung (Aktivität, Selektivität, Stabilität) der Komposit-Photokatalysatoren (Lichtabsorber + Kokatalysator) systematisch zu untersuchen. Vor allem wird sich das Projekt auf die Synthese und Untersuchung von Modellkompositen mit gut definierten Eigenschaften (Größe, Struktur) der Komponenten konzentrieren. Es wird erwartet, dass dieses Projekt zur Entwicklung von Photokatalysatoren mit verbesserter Effizienz in der selektiven photokatalytischen Oxidation von Glycerol führen wird, und gleichzeitig auch neue wichtige Erkenntnisse für die Entwicklung von anderen selektiven photokatalytischen Reaktionen liefern wird.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen