Effizientere Katalysatoren: Forscher filmen Moleküle bei der Reaktion

Vier Fünftel aller modernen Chemikalien entstehen mithilfe spezieller Katalysatoren. Belgische Chemiker beobachten nun die Reaktionen auf diesen Arbeitspferden der chemischen Industrie.

Löwen (Belgien) - Für flüssige Substanzen konnten sie erstmals den Einfluss der Oberflächenstruktur der Katalysatoren ermitteln. Dieses Ergebnis, über das sie in der Zeitschrift "Nature" berichten, könnte zu effizienteren Katalysatoren und damit zu höheren Ausbeuten bei der Produktsynthese führen.

"Diese Methode kann für den wachsenden Bereich der organischen Umwandlungen von flüssigen Phasen verwendet werden", schreiben Maarten B. J. Roeffaers und seine Kollegen von der Katholischen Universität Löwen. Mit einem so genannten Fluoreszenz-Mikroskop verfolgten sie, wie einzelne Moleküle auf der Oberfläche von kristallinen Katalysatoren reagierten. Die Substanzen zeigten dabei ihre Position über ein schwaches Leuchten an: Angestrahlt mit einem Licht von 488 Nanometer Wellenlänge, fluoreszierten die Moleküle.

Eine Schlüsselreaktion, die so genannte Hydrolyse, vollzog sich demnach nur an den Randflächen der kristallinen Katalysator-Oberfläche. Eine weitere Reaktion, eine Veresterung, fand dagegen auf der gesamten Oberfläche statt. Nun gilt es, diese Methode auf viele verwendete Substanzen zu übertragen. Gelingt dies, kann je nach Reaktion nicht nur das passende Katalysator-Material, sondern auch die ideale Oberflächenstruktur gewählt werden. Bei geringerem Materialeinsatz locken daher höhere Ausbeuten für die Synthese von bestimmten Chemikalien.