Allgemeines
Die Arbeitsgruppe Kragl unterteilt sich in zwei Forschungseinrichtungen:
- Forschungsgruppe am Institut für Chemie an der Universität Rostock
- Forschungsgruppe am Leibniz-Institut für Katalyse (LIKAT)
Die Arbeiten sind sowohl grundlagen- als auch anwendungsorientiert. Ziel ist es, auf der Basis der Kenntnis der wesentlichen Einflussgrößen skalierbare Prozesse zu entwickeln oder neue Anwendungs-gebiete zu erschließen. Die Forschungsschwerpunkte unterteilen sich in zwei große Bereiche, die Verfahrensentwicklung für Chemo- und Biokatalyse und die Spuren- und Prozessanalytik.
Forschungsgruppe an der Universität Rostock
Die Verfahrensentwicklung beschäftigt sich mit der effizienten Umsetzung von (bio)chemischen Substanzen und Materialien in gewünschte Produkte. Dabei werden quantitative Untersuchungen basierend auf thermodynamischen und kinetischen Messungen durchgeführt, um Schwachstellen zu ermitteln. Insbesondere die Entwicklung von effizienten Aufarbeitungsstrategien ermöglicht eine Reduzierung der Gesamtkosten.
Im Bereich der Analytik bieten moderne chromatographische Kopplungsmethoden wie GC-MS und LC-MS ein enormes Potential für qualitative und quantitative Untersuchungen im Spurenbereich. Ähnlich wie bei der Prozessentwicklung muss die Kombination der Probenvorbereitung, die Wahl der Analysenmethode und die nachfolgende Datenanalyse optimiert werden, um zuverlässige Analysenergebnisse zu erhalten.
Aktuelle Forschungsthemen:
- Biokatalyse:Einsatz von Enzymen zur Synthese von Kohlenhydraten oder chiralen Zwischenstufen, Oxidationsreaktionen, C-C-Knüpfungsreaktionen, Heterokupplung
- Chemo- und Biokatalyse in Mehrphasensystemen; Stofftransportuntersuchungen
- Membranverfahren: Ultra- und Nanofiltration zur Katalysatorabtrennung (Enzyme, homogene Katalysatoren) und zur Aufarbeitung von niedermolekularen Verbindungen
- Ionische Flüssigkeiten: Biokatalyse in ILs; Membranverfahren zur Rückgewinnung und Aufarbeitung von ILs; Analytik von ILs; polymerisierte ILs; Entwicklung neuer Anwendungen
- Nachwachsende Rohstoffe: Aufarbeitung; Derivatisierung durch chemische und enzymatische Methoden
- Spuren- und Prozessanalytik: Einsatz von HPLC, GC, IC, GC-MS zur Identifizierung und Analytik von Naturstoffen, Reaktionsprodukten und Proteinen
- Chemische Reaktionstechnik: Kinetische und thermodynamische Untersuchungen; neue Reaktorkonzepte mit integrierter Produktabtrennung zur Prozessintensivierung; Mikroreaktionstechnik
- Elektrochemie: Elektrosynthese, elektrochemische Kopplungsmethoden
Forschungsgruppe am Leibniz-Institut für Katalyse
Ein Schwerpunkt ist die Herstellung von Oligomeren und Polymeren, die als Vorstufen für Klebstoffe, Dichtmaterialien und Beschichtungen verwendet werden. Zusammen mit Kooperationspartner werden dabei einerseits neue Katalysatoren entwickelt, andererseits aber auch verfahrenstechnische Fragen behandelt. Für den Test in Formulierungen werden dabei Mustermengen hergestellt. Dabei geht es um Vermeidung von toxischen oder umweltgefährdenden Substanzen in den Klebstoffformulierungen. Die Herstellung von Polymeren mit geringen Polydispersitäten, durch Charakterisierung und Optimierung der Prozessparameter und Weiterentwicklung der Katalysatoren steht dabei im Vordergrund der Arbeiten. Daneben werden Verfahren für Mehrphasenkatalyse sowie Derivatisierung nachwachsender Rohstoffe untersucht.
Aktuelle Forschungsthemen:
- Mehrphasenkatalyse
- C-C-Knüpfungsreaktionen wie etwa Heck-, Suzuki oder Stille-Kupplung, Hydroformylierung
- Katalysatorentwicklung für stereoselektive Polymerisation im Bereich der Polyole
- Reaktoren & Autoklaven für Mehrphasenreaktionen; Verwendung von Synthesegas (CO/H2)
- Silikon-basierte Polymere
- Polyether-basierte funktionelle Materialien