Umsetzung von CO2 und Ethen zu Na-Acrylat

Abstract

Die stoffliche Nutzung von CO2 als C1-Baustein in chemischen Endprodukten stellt einen zukunftsweisenden Forschungsansatz dar. Kohlenstoffhaltige Verbindungen wie Acrylsäure werden derzeit auf der Basis fossiler Rohstoffe hergestellt. Im Rahmen dieser Arbeit wird ein neuer Syntheseweg zur Herstellung von Natrium-Acrylat untersucht. Ziel ist es, aus günstigen Rohstoffen (CO2 und Ethen) ein wirtschaftlich interessantes Produkt (Na-Acrylat) zu synthetisieren. Die Umsetzung basiert auf einem Nickel-vermittelten Katalysezyklus, ausgehend von Kohlenstoffdioxid und Ethen. Innerhalb des Katalysezyklus werden unterschiedliche Elementarschritte durchlaufen, zu denen auch Gas-Flüssig-Reaktionen gehören. In der vorliegenden Arbeit wurden einzelne Schritte des Katalysezyklus reaktionstechnisch untersucht. Die systematische Untersuchung von Gas-Flüssig-Reaktionen stellte den Schwerpunkt der vorliegenden Arbeit dar.

The use of CO2 as a C1 building block in chemical end products represents a forward-looking research approach. Carbon-containing compounds like acrylic acid are currently produced on the basis of fossil sources as raw material. In this thesis, a new synthetic route for the production of sodium acrylate is being investigated. The aim is to synthesize an economically interesting product (sodium acrylate) from unexpansive raw materials (CO2 and ethene). The nickel-mediated reaction of carbon dioxide and ethene to form sodium acrylate provides such a process. The catalytic cycle involves several elementary steps, including gas-liquid reactions. In this thesis, the kinetics for individual steps of the reaction cycle were investigated. The systematic investigation of gas-liquid reactions has therefore formed the focus of this thesis.