Jahresbericht 2007 - Leibniz-Institut für Katalyse

Schwingungsspektroskopie Service-Bereich Analytik
Wassers gestört, was zu einer „anomalen“ Zunahme seiner Dynamik
führt. Diese Anomalie wird durch das genannte „freie Wasser“
bestimmt, das keinen direkten Kontakt zu den Ionen der wässrigen
Salzlösung hat. Offensichtlich bildet Wasser charakteristische
Strukturen jenseits der ersten und zweiten Hydrathülle um Kationen
und Anionen aus. Dies ist ein wichtiger Beitrag zur Klärung der
Frage, ob die „Hofmeister-Reihe“ durch eine direkte Wechselwirkung
von Ionen mit Biomolekülen oder eine über das Wasser vermittelte
Wechselwirkungen begründet werden kann.
Strukturelle, dynamische und thermodynamische Eigenschaften
Ionischer Flüssigkeiten: Die Bedeutung von Ionischen Flüssigkeiten
für chemische und physikalische Prozesse wächst zunehmend.
Geringe Dampfdrücke oder vorteilhafte Transporteigenschaften
machen die rein aus Ionen bestehenden Flüssigkeiten zu aufregenden
„Neuen Materialen“. Eine Aufklärung mikroskopischer Strukturen
und Prozesse erlaubt ein Verständnis und die Vorhersage solcher
makroskopischen Materialeigenschaften. Aus diesem Grund haben
wir ein für imidazolium-basierte Ionische Flüssigkeiten geeignetes
Kraftfeld für Molekulardynamische (MD) Simulationen entwickelt.
Strukturelle, thermodynamische und dynamische Eigenschaften
können damit erstaunlich gut simuliert werden. Die MD-Simulationen
erlauben die Entwicklung von Struktur-Eigenschaftsbeziehungen sowie
eine Beurteilung möglicher Anwendungen Ionischer Flüssigkeiten als
Schmiermittel, Speichermedium für Gase oder Absorber für unpolare
Lösungsmittel.
Literatur
[1] T. Köddermann, D.Paschek, R. Ludwig, ChemPhysChem, 2007, 8,
2464-2470.
[2] J. Holzmann, R. Ludwig, D. Paschek, A. Geiger, Angew. Chem., 2007,
119, 9065-9069,. Angew. Chem. Int. Ed., 2007, 46, 8907-8911.
[3] A. Wulf, K. Fumino, D. Michalik, R. Ludwig, ChemPhysChem, 2007, 8,
2265-2269.
[4] R. Ludwig, U. Kragl, Angew. Chem., 2007, 119, 6702-6704,. Angew.
Chem. Int. Ed. 2007, 46, 6582-6584.
[5] J.R.H. Xie, J. Zhao, T. Kar, R. Ludwig, Journal of Computational and
Theoretical Nanoscience, 2007, 4, 453-466.
[6] A.Wulf, R. Ludwig, P.Sasisanker, H.Weingärtner, Chem. Phys. Lett.,
2007, 439, 323-326.
[7] R. Ludwig, ChemPhysChem., 2007, 8, 938-943.
[8] C. Krempner, R. Ludwig, A. Fleming, R. Miethchen, M. Köckerling,
Chem. Commun., 2007, 18, 1810-1812.
[9] R. Ludwig, ChemPhysChem, 2007, 8, 44-46.
Service-Bereich Analytik
Zielsetzung
Der Service-Bereich Analytik unterstützt die Forschergruppen im
Leibniz-Institut für Katalyse, indem er die für ein erfolgreiches Arbeiten
notwendigen analytischen Dienstleistungen bereitstellt. In enger
Abstimmung mit den Auftraggebern werden die benötigten Methoden
erarbeitet und an die konkreten Fragestellungen angepasst (Beispiele
siehe unten). Die steigende Anzahl der LIKAT-Mitarbeiter führt zu
einer kontinuierlich wachsenden Inanspruchnahme des analytischen
Service, die bei gleichbleibendem Personalstand durch entsprechende
organisatorische Maßnahmen und fortwährende Modernisierung
des Geräteparks bewältigt werden muss. Im Berichtsjahr konnten
ein neuer CHNS-Verbrennungsanalysator und ein hochauflösendes
Massenspektrometer mit LC-Kopplung beschafft werden. Etliche
Methoden stehen auch externen Auftraggebern für die Durchführung
von Auftragsanalysen zur Verfügung.
Im Rostocker Institutsteil bestehen spezielle Erfahrungen
z. B. auf dem Gebiet der Analytik chiraler Verbindungen
(chromatographische Methoden) und der Kernresonanzspektroskopie
von Übergangsmetallen. In der Berliner Außenstelle liegt der
Schwerpunkt auf der Untersuchung der Feinstruktur und der
Oberflächen anorganischer Festkörper mittels Methoden wie
Röntgenbeugung (XRD), Transmissionselektronenmikroskopie (TEM)
und Photoelektronenspektroskopie (XPS).
Ergebnisse/Schlussfolgerung
Die in den letzten Jahren in Rostock (vgl. »Hydroformylierungen«)
konstruierte, patentierte und kommerzialisierte Anlage zur
in-situ-NMR-Spektroskopie von Reaktionen, die unter Gasverbrauch
ablaufen, wurde weiterhin in Industriekooperation –
Synthesegaschemie – erfolgreich eingesetzt. Im Rahmen des
anlaufenden »Paktes für Forschung und Innovation« ist eine
Verbesserung und Weiterentwicklung dieser Anlage geplant.
In der Festkörperanalytik der Berliner Außenstelle wurden neben
weiteren Arbeiten zu Edelmetallkatalysatoren, auf die im letzten
Jahr mit einem Beispiel eingegangen wurde, auch in diesem Jahr
eine Vielzahl unterschiedlichster Katalysatorsysteme untersucht. Eine
wichtige Stoffklasse sind Zeolithe, die sowohl als Trägermaterialien,
Leiter:
Dr. habil.
Wolfgang Baumann
Tel.: (0381) 1281 - 201
Fax: (0381) 1281 - 51201
wolfgang.baumann@
catalysis.de
Kooperationspartner:
Dr. B. Kreidler, Dr. D.
Hess, Dr. K.-D. Wiese,
Evonik Oxeno GmbH, Marl
Druck-NMR-Zelle
mit Gaseinleitung
94 95