Towards light-driven catalysis in block copolymer micelles

Im Rahmen dieser Arbeit wurden die Synthese, Charakterisierung und Untersuchungen polymerbasierter, sogenannter „weicher“ Materie als Matrizen für lichtgetriebene Redoxreaktionen behandelt. Der erste Teil dieser Arbeit umfasste die Präparation von pH-responsiven Mizellen in Wasser auf Grundlage von maßgeschneiderten, amphiphilen Blockcopolymeren, wobei unter anderem die im hydrophilen Teil vorhandenen Liganden zur Anbindung von Übergangsmetallkomplexen genutzt wurden. Auf diese Weise konnten (photo)katalytisch aktive Zentren innerhalb der pH-sensitiven Corona der Mizellen integriert werden. Mit diesem Ansatz war es möglich, mittels Konformationsänderungen der Corona der Mizellen deren Aktivität in verschiedenen, photokatalytischen Systemen experimentell zu kontrollieren und mit theoretischen Modellen zu analysieren. Der zweite Teil dieser Abhandlung widmete sich der Verwendung eines alternativen, polaren und funktionalisierbaren Monomer zum Aufbau analoger Blockcopolymerarchitekturen in methanolischen Lösungen sowie einer Anwendung in photokatalytischen Prozessen. Es ließen sich auf der chemischen Struktur basierende Indizien einer weit über die bloße mechanische Integration hinausreichende Funktion der Matrix feststellen. Dies wurde auch durch eine gesamtheitliche Betrachtung beider Systeme herausgearbeitet. Der dritte Teil dieser Arbeit fokussierte sich auf photokatalytische Modellsysteme, um Fallstudien zur Reproduzierbarkeit in einem modularen Photoreaktor durchzuführen. Ein weiteres Modellsystem wurde für eine didaktische Anwendung zugänglich gemacht. Mit dieser Arbeit war es möglich einen substanziellen Beitrag zur weichen Materie-vermittelten lichtgetriebenen Katalyse zu leisten. Dies geschah sowohl durch die Präsentation von Konzepten zur Integration derartiger Systeme in weicher Materie als auch der resultierenden Möglichkeit stoffliche und energetische Mechanismen in solchen Matrizen nachzuvollziehen.