Mechanokatalyse
Mechanische Energie kann chemische Reaktionen auslösen. Durch die Nutzung verschiedener Typen von Kugelmühlen werden solche mechanochemische Reaktionen in der Gruppe untersucht. Dabei geht es zum einen um innovative Verfahren zur Katalysatorsynthese, zum anderen kann man durch das Vermahlen während katalytischer Reaktionen die Aktivität der Katalysatoren um mehrere Größenordnungen steigern. Durch Vermahlen makroskopischer Metallpulver mit Trägermaterialien lassen sich beispielsweise auf einfachem Wege wenige Nanometer große Metallpartikel auf den Trägern herstellen, teils auch in Strukturen, die konventionell nicht oder nur schwierig zugänglich sind. Auch gelingt die Herstellung von a-Aluminiumoxid mit sehr kleiner Partikelgröße und spezifischer Oberfläche von über 100 m2/g aus Böhmit in der Kugelmühle. Wenn eine katalytische Reaktion unter Vermahlung durchgeführt wird, kann die Reaktionsgeschwindigkeit um mehrere Größenordnungen gegenüber der Reaktion ohne mechanische Unterstützung ansteigen – was eindrucksvoll bei der Ammoniaksynthese unter Normaldruck und Raumtemperatur gezeigt wird. Die Arbeit richtet sich nun vorwiegend darauf, die Prozesse während des Vermahlens besser zu verstehen und weitere mechanokatalytische Reaktionen zu untersuchen, wie etwa die Depolymerisation von Polymeren.
Selected publications
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S. Reichle, M. Felderhoff, F. Schüth, Angew.Chem.Int.Ed. 2021, 60, 26385–26389
A.P. Amrute, Z. Lodziana, H. Schreyer, C. Weidenthaler, F. Schüth, Science 2019, 366, 485–489
H. Schreyer, R. Eckert, S. Immohr, J. de Bellis, M. Felderhoff, F. Schüth, Angew.Chem.Int.Ed. 2019, 58, 11262–11265
M. Bilke, P. Losch, O. Vozniuk, A. Bodach, F. Schüth, J.Am.Chem.Soc. 2019, 141, 11212–11218