Elucidating oxidative processes in solution and electrode interfaces using Raman spectroscopy
Duurzame alternatieven voor oxidatiereacties
In zijn proefschrift onderzoekt Maurits de Roo oxidatiereacties, belangrijke chemische processen in de productie van onder meer medicijnen, schoonmaakmiddelen, parfums en plastics. Deze reacties worden vaak versneld en selectiever gemaakt met behulp van katalysatoren die veelal edelmetalen zoals platina of palladium bevatten. Omdat deze metalen schaars, duur en milieubelastend zijn, richt het onderzoek zich op alternatieve katalysatoren op basis van beter beschikbare metalen, zoals ijzer. De focus ligt op de ijzercomplex-katalysator (N4Py)Fe, geïnspireerd door de structuur van het natuurproduct en kankermedicijn ijzer-Bleomycine. Uit multi-spectroscopisch onderzoek en reactiemodellering blijkt dat een overmaat aan waterstofperoxide leidt tot de volledige afbraak ervan tot zuurstof en water. Met een andere oxidator, fenylperazijnzuur, verloopt de reactie echter compleet anders. De data wijzen naar de vorming van een nieuwe, zeer reactieve katalysator-staat die nog niet eerder is waargenomen.
Verder richtte De Roo zich op elektrochemie, waarbij elektriciteit wordt gebruikt om reacties te laten plaatsvinden. Dit biedt een duurzamer alternatief voor chemische oxidatoren bij het activeren van katalysatoren zoals (N4Py)Fe. Het elektrochemisch onderzoek is echter complex, omdat de reactiezone extreem dun is — zo’n honderdduizend keer dunner dan een menselijke haar. Om deze processen toch te kunnen bestuderen, combineerde De Roo hogesnelheid-Raman spectroscopie met oppervlakteversterking, een methode die bekend staat als elektrochemisch oppervlakte-versterkte Raman spectroscopie. De Roo bespreekt uitgebreid de mogelijkheden en uitdagingen van deze techniek.
Zie ook: Chemische reacties door middel van elektriciteit in plaats van chemicaliën
Maurits de Roo voerde zijn onderzoek uit bij het Stratingh Institute for Chemistry, afdeling Moleculaire Anorganische Chemie