Zeolithe sind Aluminosilikate mit einer mikroporösen Struktur, die in der petrochemischen Industrie als Crack-, Isomerisierungs- und Alkylierungs-Katalysatoren verwendet werden. In Waschmitteln benutzt man diese Substanzen als Ionenaustauscher. Wir haben umfangreiche Untersuchungen zu einer reibungslosen und ökonomisch günstigen Synthese einer größeren Anzahl von Zeolithtypen durchgeführt. Hierzu werden die Bedingungen und der zeitliche Ablauf der Bildung genau studiert, um Gesetzmäßigkeiten der Zusammensetzung und der Kristallisationskinetik zu erkennen [1,2]. Die erhaltenen Substanzen werden röntgenographisch, mit Hilfe der MAS- NMR-Spektroskopie und mit Hilfe katalytischer Testreaktionen charakterisiert [3]. Im Hinblick auf eine Deutung der katalytischen Vorgänge werden Bewegungsmechanismen der adsorbierten Moleküle studiert. Neben den silikatischen Zeolithen sind derartige Untersuchungen auch an mikroporösen Aluminophoshaten durchgeführt worden.
Abb. Aus NMR-Spektren erhaltenes Modell der Anordnung von Benzol-Molekülen in dem Zeolith Faujasit Seit neuem haben wir diese Untersuchungen auf mesoporöse Substanzen vom Typ des MCM-41 und MCM-48 ausgedehnt. Die Porendurchmesser dieser Substanzen lassen sich in sehr weiten Bereichen definiert einstellen [4]. Sie können besonders auch zur Katalyse von Lösungsreaktionen eingesetzt werden. Wir führen hier umfangreiche Untersuchungen der Diels-Alder-Reaktion durch [5]. Ein weiteres Arbeitsgebiet beschäftigt sich mit den Bindungsverhältnissen von Wasser in Lebensmitteln und Lebensmittelprodukten. Dies ist insbesondere für die Verfahren der Trocknung und des Tiefgefrierens und für die Haltbarkeit von großer Bedeutung. Man kann mit Hilfe der NMR- Spektroskopie i.a. zwei Sorten von Wasser beobachten, von denen eine ein Strukturbestandteil der Protein- bzw. Kohlehydratmatrix ist. Dieses Wasser hat eine eingeschränkte Beweglichkeit und ist nicht gefrierbar. Aus Details dieser Beweglichkeit, die sich mit der Deuteriumresonanz studieren lassen, sind sehr empfindlich Schädigungen bei der Verarbeitung nachzuweisen. Eine beweglichere Wassersorte gefriert und kann beim Trocknen entfernt werden, ohne die Struktur entscheidend zu stören. Dies ist für das Tiefgefrieren und die Herstellung von getrockneten Lebensmitteln von Bedeutung. [1] H. Lechert, P. Staelin, Ch. Kuntz, Zeolites 1996, 16, 149. [2] H. Lechert, Zeolites 1997, 17, 473. [3] Ch. Kuntz, Dissertation, Universität Hamburg 1997. [4] F. P. Matthae, D. Genske, Ch. Minchev, H. Lechert, Mesoporous Molecular Sieves, Studies in Surface Science and Catalysis 1998, 117, 223. [5] D. Genske, K. Bornholdt, H. Lechert, Mesoporous Molecular Sieves, Studies in Surface Science and Catalysis 1998, 117, 421. |
