Oxidation von Glucose und ethoxylierten Alkoholen an geträgerten Edelmetallkatalysatoren

Im Rahmen dieser Arbeit wurden Untersuchungen zur selektiven Oxidation von Glucose und ethoxylierten Alkoholen mit Sauerstoff zu den korrespondierenden Carbonsäuren an Gold- und Gold-Platin-Bimetallkatalysatoren durchgeführt. Es konnte erstmals gezeigt werden, dass Goldkatalysatoren hinsichtlich ihrer Langzeitstabilität, Selektivität und Aktivität dem technischen Einsatz in der Glucoseoxidation gewachsen sind. Um ihre technische Anwendbarkeit zu zeigen, wurden Glucoseoxidationen innerhalb eines sehr breiten Glucosekonzentrationsbereiches (1 bis 57,5 Prozent) und Sauerstoffpartialdruckbereiches (1,5 bis 9 bar) durchgeführt. Außerdem wurde die Langzeitstabilität der Goldkatalysatoren in der Glucoseoxidation unter kontinuierlichen Bedingungen untersucht. Dazu wurde ein kontinuierlicher Rührkesselreaktor geplant und aufgebaut, der es ermöglicht, die pulverförmigen Goldkatalysatoren im Drei-Phasensystem kontinuierlich zu verwenden. Zur Abtrennung der pulverförmigen Katalysatoren wurde erstmals ein Ultraschallseparator eingesetzt. Sowohl IW- als auch DP Urea-Goldkatalysatoren auf Aluminiumoxid wurden unter verschiedenen Reaktionsbedingungen untersucht. Beide Katalysatoren zeigten eine hervorragende Langzeitstabilität von 70 bzw. 110 Tagen ohne Verlust von Aktivität und Selektivität. Ebenfalls konnte in dieser Arbeit erstmals das Potential von Goldkatalysatoren und Gold-Platin-Bimetallkatalysatoren in der Oxidation der primären Alkoholfunktion von Polyethylenglycolen (PEGs) und Fettalkoholethoxylaten (Genapole) gezeigt werden. Die Selektivität der Katalysatoren erwies sich als hervorragend. Bei den PEGs konnten Eduktkonzentrationen bis 50 Prozent und bei den Genapolen bis 20 Prozent vollständig und selektiv mit guter Aktivität zu den korrespondierenden Carbonsäuren oxidiert werden. Gold- und Gold-Platin-Bimetallkatalysatoren stellen eine vielversprechende Option für die Oxidation von ethoxylierten Alkoholen dar.