BAM
Wegweisende Forschung: Präziser Mechanismus des Simons-Prozesses entschlüsselt
Forschern der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) und der Freien Universität Berlin ist ein Durchbruch auf dem Gebiet der chemischen Synthese gelungen. Erstmals wurde der genaue Mechanismus des Simons-Prozesses entschlüsselt, eines elektrochemischen Verfahrens zur Herstellung fluororganischer Verbindungen, welche in der Pharmazie, Agrochemie, Kunststoffherstellung und Elektronik von großer Bedeutung sind. Das Verfahren ist nach dem amerikanischen Chemiker Joseph H. Simons benannt. Dabei wird Strom durch eine Elektrolytlösung mit Fluorwasserstoff geleitet, wodurch fluorhaltige Ionen entstehen, die mit anderen Molekülen in der Lösung reagieren und die gewünschten Verbindungen bilden.
Durchbruch dank neuester Technologie
Obwohl dieses Verfahren seit über 70 Jahren angewendet wird, war der genaue Mechanismus bislang unklar. Ein bekanntes Phänomen war die Bildung eines schwarzen Films auf der Nickelanode während des Prozesses. Um diesen Film genauer zu analysieren, nutzte das interdisziplinäre Forscherteam die Synchrotronquelle BESSY II am Helmholtz-Zentrum Berlin. Mit Hilfe einer speziell entwickelten Messzelle konnten in-situ-Messungen an der Anode durchgeführt und einzelne Atome während der Elektrofluorierung beobachtet werden.
Die Untersuchungen zeigten, dass im Verlauf des Simons-Prozesses hochvalente Nickel-Ionen in der schwarzen Schicht entstehen, die für den Erfolg der Elektrofluorierung entscheidend sind. Diese Entdeckung ermöglicht es, den Simons-Prozess gezielt zu verbessern und effizienter zu gestalten, was für die chemische Industrie von großer Bedeutung ist. Die Forschungsarbeiten wurden im Rahmen des von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) geförderten Sonderforschungsbereichs „Fluor-Spezifische Wechselwirkungen“ durchgeführt.
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Quelle: Pressemitteilung BAM Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung „Neue Entdeckung enthüllt Schlüsselrolle von Nickel-Ionen im Simons-Prozess“, 08. Mai 2024