Forschung

Kleine und nicht sehr kleine organische Moleküle sind die Grundlage unserer Zivilisation. Sie sind Brennstoffe, Medikamente, Lösungsmittel und im Allgemeinen Bausteine für die Industrie. Der Beginn des 21. Jahrhunderts wurde durch die Renaissance der Photochemie und Photokatalyse bei der organischen Synthese eingeläutet. Diese Ansätze ermöglichen die Erzeugung hochreaktiver Zwischenprodukte mit offener Schale durch photoinduzierten Elektronentransfer für die nachgeschaltete Chemie. Insgesamt werden intrinsisch endergonische Reaktionen durch die Beleuchtung eines Reagenziengemischs mit sichtbarem oder nahem UV-Licht vereinfacht.

Bei der Innovativen Heterogenen Photokatalyse streben wir nicht nur einen momentanen Erfolg durch die Demonstration atemberaubender photokatalytischer Reaktionen an, sondern wollen eine wirklich flexible Technologie schaffen, die über viele Jahrzehnte hinweg eingesetzt werden kann. Um dieses Ziel zu erreichen, verwenden wir Halbleiter-Photokatalysatoren, die frei von seltenen Elementen sind - graphitische Kohlenstoffnitride. Wir stellen Graphitkohlenstoffnitride aus Massenrohstoffen wie Melamin und Harnstoff her. Da sie chemisch und thermisch stabil und in Wasser und üblichen organischen Lösungsmitteln unlöslich sind, gewinnen wir die Kohlenstoffnitride aus dem Reaktionsgemisch zurück und verwenden sie wieder.

Wir erforschen die Reaktivität und entwerfen chemische Reaktionen mit Kohlenstoffnitriden. Und die Möglichkeiten sind bereits sehr vielfältig. Kohlenstoffnitride sind in der Lage, Reagenzien durch photoinduzierte Elektronenübertragung, protonengekoppelte Elektronenübertragung und Energieübertragung zu aktivieren. Eine Art von graphitischem Kohlenstoffnitrid, Poly(heptazinimid), bildet ein langlebiges Radikal, das es ermöglicht, die Gewinnung und Speicherung von Sonnenenergie in Form von getrennten Ladungen, Elektronen und Protonen, von ihrer Verwendung zur Reduktion ungesättigter organischer Verbindungen zu entkoppeln. Darüber hinaus ist Kaliumpolyheptazinimid in der Lage, zwischen Photonen unterschiedlicher Wellenlänge (Farbe) zu "unterscheiden" und einen Reaktionsweg aus einer Vielzahl potenziell möglicher Wege zu ermöglichen, was die Grundlage der chromoselektiven Photokatalyse darstellt.

Entdecken Sie die organische Photokatalyse von Kohlenstoffnitrid in der Galerie oben!

Zur Redakteursansicht