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Gewaltige chemische Reaktionen mit Industrierelevanz vereinfachen

Wissenschaftler haben einfachere Synthesewege für zwei besonders herausfordernde, aber sehr wichtige Gruppen von Chemikalien, die Metallphosphide und die Amine, untersucht.
Gewaltige chemische Reaktionen mit Industrierelevanz vereinfachen
Übergangsmetalle spielen bei vielen industriell wichtigen chemischen Reaktionen und bei Verbindungen für zahlreiche Materialien und Bauelemente eine bedeutende Rolle. Viele synthetische Reaktionen im Zusammenhang mit diesen Materialien erfordern extreme Bedingungen und komplizierte Prozesse. Wissenschaftler starteten in diesem Sinne das EU-finanzierte Projekt P NANOPARTICLES, um einfachere Verfahren für zwei wichtige Reaktionen mit Übergangsmetallen zu erschaffen.

Bei der ersten handelte es sich um die Synthese von Metallphosphid-Nanokristallen (MxPy) mit einem effizienteren Phosphordonator als dem herkömmlichen. MxPy-Nanokristalle können nützliche katalytische, elektronische und magnetische Eigenschaften aufweisen. Das Team wählte zwei verschiedene MxPy aus: Nickelphosphid (Ni2P) und Indiumphosphid (InP). Ersteres ist ein Katalysator für die Entfernung von Schwefel aus Rohöl (Hydrodesulfurierung) und Letzteres ein Halbleiter mit potenzieller Anwendung in der optoelektronischen und medizinischen Bildgebung. Das Team wendete mit Erfolg weiße Phosphor- (P4) und Ni-Nanopartikel (0) zur Herstellung von Ni2P an, was den Weg zum Einsatz von In-Nanopartikeln (0) zur Bildung von InP-Nanopartikeln mit ausgezeichneter Dispersionsgröße eröffnet.

Umfangreiche Forschungsarbeiten widmete man der Reduktion von Distickstoffmonoxid (N2) zu Ammoniak (NH3), das dann zur Synthetisierung von Aminen (NR3) von industrieller Bedeutung angewandt wurde. Die direkte Umwandlung von N2 in andere stickstoffhaltige Verbindungen wie NR3 ist schwierig und auf die Aktivierung von N2 auf einem Metallkomplex angewiesen. Die Forscher erkundeten den Einsatz eines Molybdänkomplexes mit Silylradikalen und Nanopartikeln zur N2-Aktivierung und Bildung der NR3-Verbindungen.

P NANOPARTICLES leistete einen bedeutenden Beitrag zur Erforschung und zum Verständnis neuer und besserer Wege zur Synthese wichtiger, aber schwer herzustellender chemischer Stoffe. Es sind weitere Studien erforderlich, um die Systeme vollständig zu charakterisieren, aber das erlangte Wissen weist den Weg für zukünftige Forschungsvorhaben.

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