Organische Leuchtdioden als Lichtquellen für Photoreaktionen in mikrostrukturierten Reaktoren

Ziegenbalg, Dirk GND

Das Ziel der vorliegenden Arbeit war es, zu untersuchen, inwieweit organische Leuchtdioden im gegenwärtigen Entwicklungsstadium für photochemische Reaktionen eingesetzt werden können. Aufbauend auf Erfahrungen aus Machbarkeitsstudien zum Einsatz von OLEDs für die Synthese von Ascaridol wurde ein modular erweiterbares Reaktorsystem entwickelt. Mehrere Module können gestapelt werden, wodurch eine sehr flexible Anpassung der Anlage an die benötigten Bedingungen möglich ist. Hervorzuheben ist die kompakte Bauart der Module, die durch die geringe Bauhöhe der OLEDs realisiert werden konnte. Ein einzelnes Modul hat eine Höhe von lediglich 4 cm. Durch eine konsequente Trennung der Fluidik von der Elektrik ist gleichzeitig ein sicheres Arbeiten gewährleistet. Mit diesem System war es im Anschluss möglich, eine umfassende reaktionstechnische Charakterisierung am Beispiel der Ascaridol-Synthese durchzuführen. Die Verwendung standardisierter Module stellte sicher, dass ein einzelner Einflussparameter unabhängig von anderen Parametern variiert werden konnte. Mit Hilfe einer Photonenbilanz konnten die Optimierungspotentiale des Reaktorsystems identifiziert werden. Die größten Optimierungsmöglichkeiten konnten im technischen Bereich identifiziert werden. Die vorliegende Arbeit zeigt, dass organische Leuchtdioden bereits im gegenwärtigen Entwicklungsstadium für photochemische Reaktionen einsetzbar sind. Die technologischen Eigenschaften dieser Lichtquellen ermöglichten die Entwicklung eines modularen Photoreaktorkonzepts. Die ausführliche Charakterisierung dieses Systems verdeutlicht, dass der Einkopplung von Photonen in die Reaktion besondere Aufmerksamkeit gewidmet werden muss. Durch systematische Optimierung der Reaktoren lässt sich der Anteil der nutzbaren Photonen signifikant steigern. Es ist damit wahrscheinlich, dass OLEDs als alternative Lichtquellen für photosensibilisierte Reaktionen etabliert werden können.

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Ziegenbalg, Dirk: Organische Leuchtdioden als Lichtquellen für Photoreaktionen in mikrostrukturierten Reaktoren. 2013.

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