Organische Moleküle und Materialien für die edelmetallfreie und gekoppelte lichtgetriebene Katalyse (A06*)

• Fachliche Zuordnung: Anorganische Molekülchemie - Synthese, Charakterisierung
• Förderung: Förderung seit 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 364549901

In diesem Projekt werden organische molekulare Verbindungen für die lichtgetriebene Katalyse entwickelt. Zwei der wichtigsten wissenschaftlichen Fragen des zweiten CATALIGHT-Förderzeitraums lauten, ob organische Verbindungen Photosensibilisatoren oder Katalysatoren auf Edelmetallbasis ersetzen können, die traditionell in der Photokatalyse verwendet werden, und ob die Redox-Eigenschaften von Soft Matter Matrizen zur Kopplung oxidativer und reduktiver Reaktionen genutzt werden können. Dieses Projekt zielt darauf ab, diese beiden wissenschaftlichen Schlüsselfragen zu beantworten, indem (1) organische Photosensibilisatoren entwickelt werden, die das Konzept der thermisch aktivierten verzögerten Fluoreszenz (TADF) nutzen, und (2) redoxaktive organische Verbindungen, die eine Kopplung von oxidativen und reduktiven Reaktionen ermöglichen, sowie ihre Einbindung in Polymermatrizen. Für (1) werden organische Farbstoffe, die relativ langlebige angeregte Zustände und TADF aufweisen, als Photosensibilisatoren in lichtgesteuerten Reaktionen untersucht, um Photosensibilisatoren auf Edelmetallbasis zu ersetzen. Sie werden sowohl als niedermolekulare Photosensibilisatoren verwendet als auch durch kovalente Verknüpfung in Photosensibilisator-Katalysator-Dyaden eingebettet. Für (2) werden organische redoxaktive Einheiten entwickelt, die reversibel oxidiert werden und positive Ladungen für zeitlich entkoppelte katalytische Prozesse speichern können, in Polymere eingebaut und in (reduktiven) Wasserstoffentwicklungsreaktionen untersucht. Sie werden dann in Polymermatrizen mit organischen Polymeren gekoppelt, die reversibel reduziert werden können, und in gekoppelten Reaktionsschemata von Oxidation und Reduktion eingesetzt.

• DFG-Verfahren: Transregios
• Teilprojekt zu: TRR 234: Lichtgetriebene molekulare Katalysatoren in hierarchisch strukturierten Materialien – Synthese und mechanistische Studien
• Antragstellende Institution: Friedrich-Schiller-Universität Jena
• Mitantragstellende Institution: Universität Ulm
• Teilprojektleiterin: Professorin Dr. Birgit Esser