Abschlussarbeiten, HiWi-Stellen und Praktika

Herstellung poröser Kupfermaterialien und ihre Anwendung für die kontinuierlichen Synthese mit reaktiven Building Blocks

Art der Arbeit

Bachelor- oder Masterarbeit

Motivation

Die Entwicklung innovativer katalytischer Verfahren ist ein zentrales Ziel, um die Umweltauswirkungen der chemischen Produktion zu verringern. Katalysatoren beschleunigen chemische Reaktionen, erlauben eine Reaktionsführung unter milderen (und damit weniger energieintensiven) Bedingungen und ermöglichen höhere Selektivitäten und Ausbeuten.
Im Bereich der Fein- und Spezialchemie können mit hochreaktiven "Building Blocks" wie Diazoverbindungen atomeffiziente Syntheseprozess realisiert werden.

Die Kopplung der Vorteile der Katalyse mit der Verwendung reaktiver "Building Blocks" ermöglicht die Entwicklung hocheffizienter und umweltfreundlicher chemischer Syntheseverfahren mit einer deutlich geringeren Umweltbelastung im Vergleich zum Stand der Technik.

Die porösen Koordinationspolymere (PCP), wie z. B. metal-organic frameworks (MOFs), stellen eine neue Klasse Materialien dar, die sich dank ihrer außergewöhnlichen Oberfläche und chemischen Flexibilität als hocheffiziente Katalysatoren erwiesen haben. Ihre katalytische Effizienz kann genutzt werden, um die Verarbeitung von reaktiven Building Blocks wie Diazoverbindungen zu fördern.

Vorhabensbeschreibung

Die experimentellen Arbeiten umfassen verschiedene Phasen. MOF-Katalysatoren auf Kupferbasis werden entsprechend den neuesten Literaturberichten synthetisiert, wobei in der Vorstufe Materialien mit unterschiedlicher Porosität, Metallgehalt und Geometrie/Topologie bereitgestellt werden.

Anschließend werden die kupferhaltigen Materialien behandelt, um Pellets der synthetisierten Katalysatoren herzustellen, die durch thermogravimetrische Analyse, Oberflächenmessungen, Röntgen-Kristallstruktur Analyse und REM-Mikroskopie vollständig charakterisiert werden.

Die entwickelten pelletierten Katalysatoren werden dann für die kontinuierliche Herstellung von Cyclopropanhaltigen Verbindungen eingesetzt. Dies ist eine Schlüsselreaktion für die Herstellung von Verbindungen, die als API, Pestizide und Herbizide verwendet werden.

Aufgaben

  • Synthese und Pelletierung von kupferhaltigen nanoporösen Materialien
  • Vollständige Charakterisierung von festen Katalysatormaterialien
  • Design und Realisierung eines Versuchsaufbaus für kontinuierliche katalytische Reaktionen
  • Katalysatortests und Analyse und Auswertung der Ergebnisse

Voraussetzungen

  • Studium im Bereich Chemie, Chemieingenieurswesen oder Vergleichbares
  • Grundkenntnisse im Bereich Katalyse, Chemische Prozesstechnik, Flow Chemistry
  • Metal-organic Frameworks Kenntnisse von Vorteil
  • Gute Sprachkenntnisse in Deutsch oder Englisch
  • Hohes Level an Motivation und hohes Maß an Selbstständigkeit
  • Fähigkeiten im Bereich Team-Work und Kommunikation

Ort

Pfinztal Berghausen

Beginn

nach Absprache

  • Die Fraunhofer-Gesellschaft legt Wert auf eine geschlechtsunabhängige berufliche Gleichstellung. Wir freuen uns auf Ihre Bewerbung!