Fotochemie

Mikrostrukturierte Durchflussreaktoren eignen sich hervorragend für die Durchführung von fotochemischen Syntheseanwendungen. Die Bildung sehr dünner Flüssigkeitsfilme in Mikrokanälen bzw. in Kapillaren ermöglicht die vollständige Durchstrahlung der Reaktionslösung und so eine optimale Nutzung des eingestrahlten Lichts. Eine präzise Kontrolle über die Bestrahlungsdauer ergibt sich aus dem exakt definierten Volumen in den Kanälen und Kapillaren. Damit können wir sowohl der Nebenproduktbildung als auch der Zersetzung der Reaktionskomponenten durch zu lange Bestrahlung vorbeugen.

„Wir verringern Nebenproduktbildung sowie die Zersetzung der Edukte in Ihrer Synthese“

Für den Lichteintrag setzen wir auf energieeffiziente Leuchtdioden. Die geringe Größe der LEDs und deren relativ niedrige Abwärme erlauben uns  eine gezielte Anpassung der Beleuchtungseinheiten an die jeweilige Mikroreaktorklasse. Ein weiterer besonderer Vorteil dieser Lichtquellen ist deren quasi-monochromatische Lichtemission, die eine sehr selektive Anregung des Fotokatalysators oder des Reaktionssubstrats ermöglicht. Neben der effizienten Lichteinstrahlung in die Reaktionslösung ist auch eine effiziente Kontaktierung der Flüssig- und Gasphase mit heterogenen Fotokatalysatoren in den Mikrokanälen möglich.

Die Kombination aus effizientem Lichteintrag und effizienter Stoffkontaktierung bildet eine hervorragende Basis für die Reaktor- und Prozessentwicklung für komplexe fotochemische Aufgabenstellungen. Für unsere Arbeiten stehen uns folgende Reaktoren zur Verfügung:

• Fallfilm-Mikroreaktoren
  • Laborvariante mit max. f_l = 1 mL/min mit variablen Kanaldimensionen
  • Scale-up-Variante mit 10-facher Flussrate
  • Jeweils ausgestattet mit magnetisch fixierbaren LED-Beleuchtungseinheiten mit unterschiedlichen Emissionswellenlängen: 365 nm, 410 nm, 455 nm, 525 nm, 620 nm, kalt-weiß 6500 K
• Kapillar-Fotoreaktoren
  • Kapillarreaktor mit einer FEP-Kapillare ( ID = 0.8 mm) und mit integriertem, wassergekühltem LED-Radialstrahler mit festen Emissionswellenlängen: 450 nm, 530 nm, 620 nm
  • Kapillarreaktor bestehend aus zwei versetzt gewickelten FEP-Kapillaren (ID = 0.8 mm), integrierter Kapillarkühlung und mit austauschbaren, wassergekühlten LED-Radialstrahlern mit unterschiedlichen Emissionswellenlängen: 410 nm, 455 nm, 520 nm, kalt-weiß 6500 K

Als Fotokatalysatoren verwenden wir organische Sensitizer (z. B. Bengal Rose, Perylen- und Porphyrinfarbstoffe, Riboflavin), metallorganische Komplexe, heterogene Metalloxide (z. B. TiO₂, Bi₂O₃, ZnO) und mit organischen Sensitizern modifizierte bzw. dotierte immobilisierte anorganische Fotokatalysatoren. Zu den fotochemischen Anwendungen gehören die in-situ-Generierung von Singulett-Sauerstoff für Fotooxygenierungen, Fotooxidationen, Fotohydrierungen, cis/trans-Isomerisierungen, Fluorierungen und Nanopartikelherstellung.

Gleich ob Sie an der Optimierung eines fotochemischen Prozesses interessiert sind oder erstmals über den Einsatz von Fotochemie in Ihren Prozessen nachdenken, wir sind der richtige Partner.