Nanoporöses Gold wird mit Metallkomplexen kombiniert / Ziel der „Grünen Chemie“: Umweltfreundliche Reinigung von Abwasser

Erneut wurde Wissenschaftlern der Universität Bremen für ein Forschungsprojekt eine hohe Summe von Drittmitteln bewilligt. Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) fördert mit insgesamt 420.000 Euro über drei Jahre ein Projekt in der Grundlagenforschung unter Leitung von Dr. Arne Wittstock und Professor Dieter Wöhrle im Studiengang Chemie. Es geht um eine Kombination von nanoporösem Gold mit Metallkomplexen, die eine wirkungsvolle photokatalytische Oxidation ermöglichen sollen. Die Hybridmaterialien werden umweltfreundliche und energiesparende Innovationen bei der chemischen Synthese und bei der Abwasserreinigung möglich machen, das Stichwort lautet: „Grüne Chemie“. So können Schadstoffe wie Phenol oder Schwefelverbindungen im Wasser abgebaut werden.

Die Fachgutachter der Deutschen Forschungsgemeinschaft schreiben in ihrer Befürwortung des Projektes: „Kollege Wöhrle ist bereits seit Jahrzehnten einer der namhaftesten Vertreter der organischen Chemie.“ Der inzwischen pensionierte Chemiker hat mehr als 400 Publikationen veröffentlicht und ist weiterhin sehr aktiv. Er arbeitet seit mehreren Jahren mit Dr. Arne Wittstock aus dem Bereich der Katalyseforschung in gemeinsamen Projekten. Die DFG bescheinigt ihm wiederum „eine beeindruckende Expertise zu nanoporösen Gold-Substraten“. Dr. Wittstock könne auf mehr als 40 Publikationen verweisen, darunter ein Science Paper, das bereits 300 Mal zitiert wurde.

Über das aktuelle Forschungsprojekt

„Nanoporöses Gold modifiziert mit makrozyklischen Metallkomplexen für effiziente photokatalytische Oxidationen“, so der genaue wissenschaftliche Titel, kommt unter sichtbarem Licht, also auch solarer Einstrahlung, zur Wirkung. Die auf dem Gold gebundenen Metallkomplexe, die dem Chlorophyll in ihrer Struktur ähnlich sind, geraten bei Lichteinwirkung in einen angeregten Zustand. Werden sie nun mit geringsten Mengen porösem Gold kombiniert, das man sich wie einen Schaumstoff vorstellen muss, verstärkt sich diese Wirkung deutlich. Die Poren des Goldes sind winzig klein und nur unter dem Rasterelektronenmikroskop erkennbar. Der Vorteil der Kombination beider Materialien ist, dass das Gold mit 80 Prozent Porenvolumen eine große Oberfläche hat (ein cm² Beschichtung generiert 1000 cm² Oberfläche) und auch Teile des Lichtes aufnimmt. Dadurch werden Schwingungen der freien Elektronen im Gold angeregt, und die dann frei werdende Energie wird an den Metallkomplex weiter geleitet. Dieser nun mehrfach angeregte Metallkomplex gibt Energie an energiearmen Sauerstoff der Luft ab, und der dabei gebildete energiereiche Sauerstoff reagiert dann in der Photooxidation organischer Verbindungen. Durch die Kombination hochporöser und sehr dünner Beschichtungen dieses Goldmaterials mit Metallkomplexen als Photosensibilisatoren ergibt sich eine große Bandbreite an Einsatzmöglichkeiten. Das Zusammenspiel beider Komponenten und eine weitere Steigerung der Effizienz der Systeme wird in dem bewilligten Projekt weiter erforscht.

Weitere Informationen:

Universität Bremen
Fachbereich Biologie/Chemie
Makromolekulare Chemie und Materialwissenschaften
Prof. Dr. Dieter Wöhrle,
Tel.: 0421-21863135
E-Mail: woehrleprotect me ?!uni-bremenprotect me ?!.de
Homepage von Herrn Prof. Dr. Dieter Wöhrle

Dr. Arne Wittstock,
Institut für angewandte und physikalische Chemie
Tel.: 0421-21863400
E-Mail: awittstockprotect me ?!uni-bremenprotect me ?!.de
www.nanoporousgold.de

Link zur original Pressemitteilung der Universität Bremen