Entwicklung von mikroreaktionstechnischen Modulen für die Anwendung im chemischen Labor

Körsten, Swen GND

Die vorliegende Arbeit beschreibt die Entwicklung und Charakterisierung verschiedener mikroreaktionstechnischer Module aus Borosilikat Glas (Duran). Die Entwicklung erfolgte in Kooperation mit einem industriellen Partner, der Little Things Factory GmbH. In den Modulen können reaktionstechnische Grundoperationen, wie Temperieren, Mischen, Reagieren und Verweilen durchgeführt werden. Sie sind für die Anwendung im chemischen Labor und in der Lehre, speziell für organische und fotokatalytische Reaktionen konzipiert. Mit den ungefähren Abmessungen einer Kreditkarte sind die Module einfach in der Handhabung. Dies wird durch eine steckbare und einfach zu installierende fluidische Verbindung mit Standardanschlüssen verstärkt. Damit kann auch eine Fixierung an eine Stativwand realisiert werden. Die Charakterisierung und der Umgang mit den Modulen wurden anhand von Modellreaktionen beschrieben. Die Schwerpunkte lagen dabei in der Demonstration der Eigenschaften und Vorteile der Mikroreaktionstechnik in Verbindung mit der Durchführung von gängigen Reaktionen. Hierzu diente die Landoltreaktion zur qualitativen Bestimmung der Mischgüte, die Hydrolyse von Essigsäurechlorid zur Abführung von Reaktionswärme und die Nitroaldolreaktion als vergleichendes Beispiel zu einer geläufigen Praktikumssynthese. Die fotokatalytische Reduktion von Nitrotoluol im Fotomikroreaktor zeigt die Anwendung der Mikroreaktionstechnik in der fotokatalytischen Synthese an Titandioxid unter Verwendung der anaeroben Arbeitsweise. Es wird zusätzlich auf den Nutzen von Leuchtdioden bei der Miniaturisierung der Reaktionstechnik eingegangen. Der Fotomikroreaktor besteht aus steckbaren Einzelteilen, die einen schnellen Wechsel des Katalysators ermöglichen. Die Vorschriften zu den durchgeführten Reaktionen sind als Praktikumsvorschriften mit nachhaltigen Kriterien zur Auswertung im Anhang der Arbeit aufgeführt. Ebenfalls befinden sich die technischen Zeichnungen der Einzelteile des Fotomikroreaktors im Anhang.

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Körsten, Swen: Entwicklung von mikroreaktionstechnischen Modulen für die Anwendung im chemischen Labor. 2010.

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