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Eisenoxidkatalysator

Die gute Seite des Rosts: der Eisenoxidkatalysator

| Autor/ Redakteur: Ute v. Zweydorff* / Dr. Ilka Ottleben

Schon Goethe stellte fest: „Das ist es ja, was man begehrt: Der Rost macht erst die Münze wert“ (Faust II Vers 8223, 8224). Rostocker Wissenschaftler haben nun eine neue, faszinierende Seite des allseits unbeliebten Rostes entdeckt – mit einer Fülle von Anwendungsmöglichkeiten.

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1 Rost kann zerstörerische Auswirkungen auf Liebgewonnenes haben – das dies aber längst nicht die einzige Eigenschaft von Rost ist, ​ haben nun Rostocker Wissenschaftler entdeckt.
1 Rost kann zerstörerische Auswirkungen auf Liebgewonnenes haben – das dies aber längst nicht die einzige Eigenschaft von Rost ist, ​ haben nun Rostocker Wissenschaftler entdeckt.
(Bild: © cmuenze - Fotolia.com)

Rost wird im Allgemeinen als störend oder sogar zerstörerisch angesehen. Aus eigener Erfahrung im privaten Lebensbereich weiß man, welche Schäden Rost verursachen kann. Wissenschaftler vom Rostocker Leibniz-Institut für Katalyse (LIKAT) haben nun eine andere faszinierende Seite des Rostes mit einer Fülle von Anwendungsmöglichkeiten entdeckt. Sie entwickelten einen Katalysator für die Herstellung aromatischer Amine, dessen Hauptbestandteil Eisenoxid, also Rost, ist. Sowohl für die Wissenschaft als auch die Wirtschaft eine interessante Entwicklung. „Im Zeitalter immer knapper werdender Ressourcen ist eine solche Synthese in doppelter Hinsicht wichtig: Das Eisen, das hier als Beschleuniger arbeitet, ist das häufigste auf unserer Erde vorkommende Metall. Dieser sehr preiswerte Stoff wiederum unterstützt die Erzeugung von Zwischenprodukten, die sehr wichtig für die Herstellung einer großen Vielzahl von Produkten unseres täglichen Bedarfs sind“, erläutert Matthias Beller, Direktor des Leibniz-Instituts für Katalyse in Rostock und Leiter des Forscher-Teams.

Diese Zwischenprodukte, von denen jährlich über vier Millionen Tonnen Absatz finden, sind aromatische Aminderivate – so genannte Aniline. Aromatische Aminderivate werden heute in großtechnischem Maßstab zur Herstellung von Lacken und Farben, Agrochemikalien und pharmazeutischen Produkten verwendet. Sie können durch katalytische Hydrierung erzeugt werden. Ausgangsstoffe für diesen Prozess sind Nitroarene (z.B. Nitrobenzol). Diese reagieren in Gegenwart eines Katalysators unter Zugabe von Wasserstoff zu aromatischen Aminen (z.B. Anilin).

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Vorteile der Katalysatoren auf Eisenoxidbasis

Die Entwicklung und Verwendung von Katalysatoren für dieses Verfahren hat eine über 50-jährige Tradition. So kamen verschiedene Edelmetalle wie Palladium, Rhodium, Ruthenium oder Iridium zum Einsatz, wobei insbesondere hohe Kosten und eine geringe Verfügbarkeit sich als nachteilig erwiesen. Die bis dato in der Großindustrie verwendeten Katalysatoren sind außerdem aufgrund ihrer teilweise hochkomplizierten Strukturen in der Herstellung und im Umgang sehr anspruchsvoll. Dadurch sind ihre Anwendungsmöglichkeiten für die Herstellung einer Vielzahl von Verbindungen sehr eingeschränkt.

Katalysatoren auf Eisenoxidbasis zeichneten sich durch ihre Langlebigkeit und Ergiebigkeit aus. Diese Eigenschaften und ihre Umweltfreundlichkeit, ihre Nachhaltigkeit verbunden mit ihrer geringen Toxizität machten Eisenoxidkatalysatoren zu idealen Prozessbeschleunigern.

Aus industrieller Sicht ist auch eine mögliche Rückgewinnung der eingesetzten Katalysatoren sehr wichtig. So ist ein Recycling von Eisenoxidkatalysatoren, die in heterogenkatalytischen Reaktionen eingesetzt werden, anders als bei den homogenen Vorläufer-Katalysen ebenfalls möglich.

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