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Katalyse mit Metallorganischen Gerüsten und Nanopartikeln

Wir sind an der Entwicklung von neuen katalytischen Mechanismen interessiert, die die Spaltung von starken Bindungen ermöglichen. Dabei soll eine hohe Selektivität für Reaktionsprodukte erzielt werden, die dazu neigen, unter den Reaktionsbedingungen in ungewünschter Weise weiter zu reagieren.

Der Schwerpunkt der Gruppe liegt in der Grundlagenforschung zur Herstellung von Basischemikalien und Brennstoffen, mit dem Ziel diese nachhaltiger und energieeffizienter zu gestalten.

Um dies zu erreichen arbeitet die Gruppe an der Optimierung der Kooperation mehrerer katalytischer Zentren zur Erleichterung schwieriger Reaktionsschritte. Neben dem Design von neuen Katalysatoren wird die Entwicklung von „intelligenten“ Katalysatorträgern angestrebt, die einen direkten Einfluss auf den Reaktionsablauf nehmen können.

Diese themenoffene Forschungsgruppe wird von der Max-Planck Gesellschaft im Rahmen des Lise-Meitner-Exzellenzprogramms unterstützt.

Wenn Sie sich gern an diesen Forschungsaktivitäten beteiligen möchten und Interesse haben, der Gruppe beizutreten, können Sie aktuelle Informationen über offene Stellen der Gruppe auf neumannlab.science erhalten oder im Stellenangebot
 

Constanze Neumann

Dr. Constanze Neumann

2020
ab Juni: Gruppenleiterin am Max-Planck-Institut für Kohlenforschung
2017-2020
Promovierte wissenschaftliche Mitarbeiterin am Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, USA mit Prof. Mircea Dincă
2016-2017
Promovierte wissenschaftliche Mitarbeiterin an der Harvard University, Cambridge, USA mit Prof. Tobias Ritter
2010-2016
Ph.D. Student at Harvard University, Cambridge, USA with Prof. Tobias Ritter Ph.D. Thesis: “Late-Stage Fluorination with 19F− and 18F− via Concerted Nucleophilic Aromatic Substitution”
2009-2010
MChem Part II Research at Oxford University, Oxford, UK with Prof. Timothy J. Donohoe. Thesis: “New Methodology for the Synthesis of Inthomycin A”
2006-2010
Studies of Chemistry at Oxford University, Oxford, UK
2013
DuBois Dissertation Completion Fellowship 2013/2014
2012
DuBois Dissertation Completion Fellowship 2012/2013
2010
Alfred Bader Fellowship 2010/2011
2009
Gibbs Prize for Excellence in Part IB
2008
Evonik Prize in Chemistry
2007
Christopher Cheetham Prize in Chemistry
2007-2009
Demyship at Magdalen College, Oxford
 

Forschungsthemen

Katalysatoren mit ungewöhnlicher Selektivität

Katalysatoren mit ungewöhnlicher Selektivität

Wir sind am Design von Katalysatoren interessiert, die die traditionelle Definition von Reaktivität auf den Kopf stellen, in dem sie die katalytische Transformation von „weniger reaktiven“ Ausgangsverbindungen in der Gegenwart von „reaktiveren“ Verbindungen ermöglichen.

Effizientes Zusammenwirken von katalytischen Zentren

Effizientes Zusammenwirken von katalytischen Zentren

Wir sind an der Entwicklung von Katalysatoren interessiert die auf metallorganischen Gerüsten basieren und in der Lage sind Übergangszustände schwieriger Reaktionsschritte durch Wechselwirkungen mit mehreren katalytische Zentren zu stabilisieren. Eine Stabilisierung durch mehrere katalytische Zentren wirkt sich vorteilhaft auf die Aktivierungsenthalpie aus, aber es setzt auch voraus, dass drei oder mehrere Moleküle auf eine bestimmte Art und Weise angeordnet werden müssen, was wiederum einen sehr unvorteilhaften Effekt auf die Aktivierungsentropie hat. Durch die Verwendung von Systemen, bei denen die relative Orientierung der katalytischen Zentrem während der Synthese festgelegt wird, werden die negativen Auswirkugen des gemeinsamen Wirkens von mehreren katalytischen Zentren auf die Aktivierungsentropie umgangen.

Synthese und Stabilisierung von legierten Nanopartikeln

Synthese und Stabilisierung von legierten Nanopartikeln

Alle Nanostrukturen sind im Vergleich zu makroskopischen Festkörpern thermodynamisch instabil. Doch die kinetische Stabilisierung von  Nanopartikeln in Kombination mit passenden Katalysatorträgern kann Nanopartikel zu praktischen heterogenen Katalysatoren machen. Die Stabilitätsprobleme verschärfen sich jedoch für legierte Nanopartikel die aus Metallen mit unvorteilhaften Lösungsenthalpien zusammengesetzt sind. Wir sind an der Entwicklung von effizienten Strategien für die Synthese dieser vielversprechenden Gruppe von Katalysatoren und deren Stabilisierung unter harschen Reaktionsbedingungen interessiert.
 

Intelligente Katalysatorträger für selektive Reaktionen

Intelligente Katalysatorträger für selektive Reaktionen

Wir sind am Design von Katalysatorträgern interessiert, die nicht nur zu hoher katalytischer Effizienz beitragen, sondern zusätzlich eine aktive Rolle in der Kontrolle des Reaktionsverlaufs spielen. Da die meisten heterogenen Katalysatoren einen Katalysatorträger beinhalten, hat die Entwicklung von neuen Trägermaterialien, die die intrinsische Selektivität des Katalysators erhöhen, das Potenzial einen weitreichenden Einfluss zu haben.