P9.05
Anodische Oxidation organischer Stoffe mit Diamant-elektrodenDipl.-Ing. P. Stehring1) (E-Mail: [email protected]), Dipl.-Ing. Dr. E. Ernst1), Mag. Dr. P. Letonja1), Prof. Dipl.-Ing. Dr. M. Siebenhofer1),Prof. Dipl.-Ing. Dr. Dr. hc. R. Marr1)
1)Institut für Thermische Verfahrenstechnik und Umwelttechnik, TU Graz, Inffeldgasse 25C, A-8010 Graz
DOI: 10.1002/cite.200750330
Mit der Entwicklung von diamantbe-schichteten Elektroden haben sich fürdie elektroorganische Synthese neueMöglichkeiten ergeben, ein breites An-wendungsfeld zu erschließen. DieseElektroden zeichnen sich durch ihrehohe Sauerstoffüberspannung und che-mische Stabilität aus. Dadurch kann diebei der elektrochemischen Oxidationvon organischen Substanzen in wässri-gen Systemen konkurrierend auftreten-de Sauerstoffbildung minimiert werden.Da ein Einsatz dieser Elektroden aller-dings mit einem enormen finanziellenAufwand verbunden ist, wird nach We-gen gesucht, die Kosten zu reduzieren.Eine Möglichkeit dazu ist die Verwen-
dung von bipolaren Diamantelektroden.Diese bestehen aus Industriediamanten,die mit vergleichsweise einfachen Metho-den in günstige Trägermaterialien (meistfluorierte Polymere) eingeschmolzenwerden.
In der vorliegenden Arbeit wurden her-kömmliche diamantbeschichtete Elektro-den mit bipolaren Diamantelektrodenverglichen. Dazu wurden die Unterschie-de im Oxidationsverhalten organischerVerbindungen herausgearbeitet. Durch-geführt wurden die Versuche in einerdurch eine Kationentauschermembrangeteilten Elektrolysezelle.
Hierbei zeigte sich, dass die diamant-beschichteten Elektroden den bipolaren
Diamantelektroden zurzeit noch überle-gen sind. An klassischen Diamantelek-troden wurde 2-Propanol bei niedrigenStromdichten und Umsätzen mit hoherStromausbeute und Selektivität zu Ace-ton oxidiert. Bei höheren Stromdichtenund Umsätzen wurde in zunehmendemUmfang Essigsäure als weiteres Produkterhalten. Mit bipolaren Diamantelektro-den hingegen war schon bei niedrigenStromdichten Essigsäure das Hauptpro-dukt. Die Stromausbeuten waren deut-lich geringer, was auch damit zusam-men hing, dass durch die verwendetenbipolaren Diamantelektroden Ionen-transport stattfand.
P9.06
Ein neuer Prozess zur Nutzung von Lignin als RohstoffT. Voitl1), Prof. P. Rudolf von Rohr1) (E-Mail: [email protected])1)ETH Zürich, Institut für Verfahrenstechnik, Sonneggstraße 3, CH-8092 Zürich
DOI: 10.1002/cite.200750210
In der Papier- und Zellstoffindustriewerden weltweit ca. 50 Millionen Ton-nen/Jahr Lignin im Kraft-Prozess vomZellstoff getrennt und dort hauptsäch-lich zur internen Energieversorgung ge-nutzt. Eine effiziente Abtrennung desKraft-Lignins aus der Ablauge ist z. B.im LignoBoost Verfahren verwirklicht[1]. Das große Rohstoffpotenzial wird al-lerdings noch nicht optimal genutzt. Ne-ben der energetischen Verwendung vonLignin als Brennstoff ist die stofflicheNutzung hinsichtlich der Verknappungfossiler Rohstoffe und dem CO2-Aus-stoß von großer Bedeutung.
An unserem Institut wird ein neuerProzess zur Herstellung phenolischer
Chemikalien aus Kraft-Lignin ent-wickelt. Ein Schwerpunkt liegt hierbeiauf der Entwicklung eines geeignetenKatalysators. In ersten Versuchen miteinem selbst hergestellten Katalysatorfür die Oxidation von Kraft-Lignin mit-tels Sauerstoff konnte eine geringe Men-ge Vanillin produziert werden. DiesesErgebnis ist konsistent mit früherenUntersuchungen an Kraft-Lignin, in de-nen die Produktausbeuten generell sehrgering ausfielen. Dies kann teilweisedurch die Rekombination von Lignin-bruchstücken erklärt werden. Ein weite-rer Schwerpunkt liegt daher in derEntwicklung eines Systems zur Unter-drückung der Repolymerisation von
Lignin. Dazu wurden verschiedeneSubstanzen auf ihre Wirksamkeit alsRadikalfänger getestet. Die Verwendungvon Methanol als kostengünstigem Ra-dikalfänger resultierte bereits in einerVervierfachung der Produktausbeute imVergleich zu Experimenten ohne Radi-kalfänger. Es konnten somit 3,5 Gew.-%an Monomeren (hauptsächlich Vanillin)hergestellt werden. Die Weiterentwick-lung des Katalysator- und Radikalfänger-systems soll in Zukunft eine höhereProduktausbeute ermöglichen.
[1] P. Tomani, P. Axegard, ILI Forum 8,Rom 2005, 109.
1454 Chemie Ingenieur Technik 2007, 79, No. 9Mit nachwachsenden Rohstoffen zu innovativen Produkten
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