An Overview of the Department's Activities - Leibniz-Institut für ...

Bereich Heterogen-katalytische Verfahren
die zweite Verteidigung folgt Anfang 2011. Eine weitere Promotionsarbeit
zu diesem Thema wurde in 2010 begonnen.
Im Rahmen unserer Kooperation mit vietnamesischen Wissenschaftlern
wurde eine Promotion zur oxidativen Carbonylierung
von Methanol zu DMC erfolgreich fortgesetzt und wird in 2011
abgeschlossen. In einem neuen Kooperationsprojekt mit dem
IICT in Hyderabad/Indien wird die oxidative Dehydrierung von
Ethan zu Ethylen untersucht. Auch hier wurde eine Doktorarbeit
begonnen. Darüber hinaus wurden wieder mehrere Industrieprojekte
auf dem Gebiet der Oxidationskatalyse bearbeitet, die
z.T. in 2011 fortgeführt werden.
Im Forschungsbereich wurden 2009 im Rahmen des von der
WGL initiierten „Paktes für Forschung und Innovation“ auch Arbeiten
zum Thema „CO 2 -neutrale Umwandlung von Biomasse
in regenerative Energieträger“ in Kooperation mit der Universität
Rostock aufgenommen. Hier wurden zunächst Abbaureaktionen
mit Modellverbindungen wie Cellulose oder Lignin in
heißem Hochdruckwasser oder überkritischem Ethanol unter-
32 Energieträger“ in coopera-
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sucht. Weitere Projekte hierzu werden in 2011 beginnen (u.a.
mit Förderung des BMU) bzw. sind in Vorbereitung.
Im Mittelpunkt des zweiten Kompetenzfeldes standen vor allem
Arbeiten zur stofflichen Wandlung von Triglyceriden bzw.
Glycerin. Das AiF-Projekt „Herstellung von Dieselkraftstoff aus
pflanzlichen und tierischen Ölen und Fetten“ wurde erfolgreich
beendet. In diesem Themenfeld wurde eine Diplomarbeit angefertigt;
geträgerte Pt- und Ni-haltige Katalysatoren wurden zur
Deoxygenierung langkettiger Carbonsäuren bzw. deren Ester
eingesetzt. Ein Doktorand aus dem VPI Hanoi/Vietnam hat in
2010 an dieser Thematik angeknüpft, er untersucht das katalytische
Hydrocracken von Triglyceriden und Fettsäureestern.
Fortgesetzt wurden auch die Projekte zur Umsetzung von Glycerin
zu Acrolein sowie die katalytische Veretherung von Glycerin
zu Oligomeren. Letzteres erfolgte vor allem in Gegenwart
saurer Katalysatoren, da basische Materialien nur kurze Lebenszeiten
zeigten. An einer stark sauren Nafion®-Folie wurde
schonend bei Unterdruck, der die Reaktion durch Wasserentzug
befördert, eine nahezu quantitative Glycerinkonversion bei ca.
80%igen Ausbeuten an den gewünschten Dimeren festgestellt.
Die chemische Modifizierung von Triglyceriden und Fettsäuren
bzw. deren Estern zu Monomeren für die Polyurethan- und Polyamidsynthese
ist Gegenstand eines neuen FNR-Verbundprojek-
methane is a main component of biogas. Besides, new metal vanadate
catalysts were developed and claimed in ammoxidation
of methyl hetero aromatics to corresponding nitriles, which is
another field of strong competency in the department. Detailed
studies were carried on acetoxylation of toluene to benzylacetate
on Pd-catalysts in cooperation with Prof. A. Brückner. Two
doctoral theses will be finished in 2011 addressed to this topic.
Further projects with respect to oxidation catalysis, for example
using gold catalysts in epoxidation and oxidative cleavage of
oils and fats to epoxides, diols or dicarboxylic acids were continued
or newly launched. A doctoral thesis on synthesis and use
of supported gold catalysts was successfully defended in 2010;
a completion of second one on similar topic follows in 2011.
A further Ph.D. thesis work in this field was initiated in 2010. In
the frame of our cooperation with Vietnamese institutions the
doctoral thesis on novel catalysts for oxidative carbonylation of
methanol to dimethyl carbonate was continued. A new cooperation
project with IICT Hyderabad/India on oxidative dehydrogenation
of ethane to ethylene
was launched recently; a doctorate
was started. In addition,
various industrial research projects
were executed, some will
be further continued in 2011.
In the frame of WGL initiated
„Pakt für Forschung und Innovation“
research was launched
on „CO 2 -neutrale Umwandlung
von Biomasse in regenerative
tion with Rostock University. In
particular, we studied degradation
reactions of lignocellulose
and lignin towards liquid
products; these studies were
carried out in hot compressed
water or supercritical ethanol.
A project funded by the public
being close to those topics
will start in 2011; further projects
are under preparation.
In the focus of the second field of competency we were engaged
in conversions of triglycerides and glycerol, in general. The AiFproject
„Herstellung von Dieselkraftstoff aus pflanzlichen und
tierischen Ölen und Fetten“ was successfully completed. In addition,
a diploma work on the use of Pt- and Ni-containing catalysts
for deoxygenation of long-chain carboxylic acids or their
esters was finished. A doctoral fellow from VPI Hanoi/Vietnam
is engaged in catalytic hydrocracking of triglycerides and fatty
esters; he started his research in 2010. Research projects on
conversion of glycerol to acrolein and the catalytic etherification
of glycerol towards valuable oligomers were continued. The
oligomerization was carried out over strong acidic Nafion® foil
under reduced pressure that shifts the chemical equilibrium to
the right side (i.e. products side) due to water removal. A nearly
complete glycerol conversion with 80 % yield of desired dimers
was observed. The chemical modification of triglycerides and
fatty acids or their esters towards monomers for new PU and PA
syntheses is in the focus of a new large project funded by FNR
(„Neuartige Polymere auf Basis von Triglyceriden“). The so far
reached results get famous grades; a 40 kg pilot plant test carried
out in 2010 in industry facilities supports this achievement.
In addition, some patents were filed in this area; five in 2010.
The doctoral thesis on „In situ-Untersuchungen zur Synthese
von Dimethylcarbonat“ (in cooperation with Dr. U. Bentrup)
tes „Neuartige Polymere auf Basis von Triglyceriden“. Die hier
erhaltenen Ergebnisse werden vom Industriepartner als hervorragend
beurteilt, ein in 2010 durchgeführter Versuch im 40
kg-Pilotmaßstab belegt diese Einschätzung. In diesem Umfeld
wurden im FB auch eine Reihe von Patenten eingereicht, allein
in 2010 fünf Erfindungen.
Darüber hinaus wurden die Doktorarbeiten zum Thema „In
situ-Untersuchungen zur Synthese von Dimethylcarbonat“ (in
Kooperation mit Frau Dr. Bentrup) fortgesetzt und eine neue
Doktorarbeit zum Thema „CO 2 -Reforming an neuartigen Ni-
Trägerkatalysatoren“ begonnen.
In der Anzahl der eingeworbenen Drittmittelprojekte – und damit
in den Drittmitteleinnahmen (ca. 1-1,2 Mio €) – war der FB
wieder sehr erfolgreich. Neben bilateralen Industriekooperationen
wurden in den letzten beiden Jahren vor allem AiF-, BMBF-,
FNR- und DFG-Projekte bearbeitet. Mit dieser Entwicklung stieg
auch die Zahl der Diplomanden, Doktoranden und Postdoktoranden
auf durchschnittlich 15. Neben vielfältigen Kongressbeiträgen
in Form von Vorträgen und Postern sind im Bereich
Ergebnisse erarbeitet worden, die jeweils in ca. 20 Publikationen
und Patenten ihren Niederschlag fanden.
was continued and will be finished in 2011. A new doctorate
on „CO 2 -Reforming an neuartigen Ni-Trägerkatalysatoren“ was
launched in 2010.
On the whole, the department was very successful in earning
several research projects and third-party funds (ca. 1-1.2 Mio €
per annum) in 2009-2010. In particular, AiF, BMBF, FNR and
DFG projects were executed besides intensive industrial cooperation
projects. This positive development also leads to a raising
number of master, doctoral and postdoctoral fellows (15
individuals on the average). Besides numerous oral and poster
contributions were presented at various symposia and published
ca. 20 publications per annum in international peer reviewed
journals. In addition various patents were filed.
Industrielle Kooperationspartner:
Alzchem GmbH
Allgemeine Gold- und Silberscheideanstalt AG
Ammonia Casale S.A.
Biogents AG
CABB GmbH
Creavis
Evonik Degussa GmbH
Evonik HPP GmbH
Evonik Oxeno Olefinchemie GmbH
FerroPem S.A.S.
ISO-ELEKTRA Elektrochemische Fabrik GmbH
Uhde GmbH