Master Vorlesungen

 

Angewandte molekulare Katalyse

	Pflicht	Wahlpflicht
SYN	x	x
CAT	x
MES
COS

Dozentinnen/Dozenten:
Prof. Dr. Leitner/ Prof. Dr. Klankermayer

Prüfungsleistung:
Klausur oder mündliche Prüfung zur Vorlesung

Semester:
WS

Lernziele: 
Molekulares und reaktionstechnisches Verständnis der wichtigsten technischen Anwendungen der molekularen Katalyse; Kenntnis über Potenzial und Limitierung moderner katalytischer Methoden im industriellen Einsatz; Fähigkeit zur Beurteilung unterschiedlicher Ansätze und Verfahrensalternativen. oder

Inhalt:

• Gemeinsamkeiten und Unterschiede metallorganischer und enzymatischer Katalyse
• Methoden der Katalysatorentwicklung
• Implementierung molekularer Katalyse in unterschiedlichen Bereichen von Grundchemikalien zu Pharamzeutika
• Industrielle asymmetrische Katalyse mit chemischen und biochemischen Methoden
• Immobiliseirung molekularer Katalysatoren
• Carboylierung
• Hydrierung
• Oxidation
• Dimerisierung und Oligomerisierung von Olefinen
• Olefinmetathese
• CC-Verknüpfungen
• kinetische Racematspaltung
• Methionin Synthese
• aktuelle Trends

 

Biomaterialien und Bioaktive Peptide

	Pflicht	Wahlpflicht
SYN
CAT
MES		x
COS

Dozentinnen/Dozenten:
Prof. Dr. Klee / Prof. Dr. De Laporte

Prüfungsleistung:
Klausur oder mündliche Prüfung zur Vorlesung

Semester:
WS

Lernziele: 

Die Studierenden sollen die Einflussparameter der Biokompatibilität kennenlernen, sowie die Anwendung von Verfahren zur Verbesserung der Biokompatibilität kennen und anwenden lernen.

Inhalt:

• Biomaterialien
• Biokompatibilität
• Oberflächen (Charakterisierung, Funktionalisierung, Plasmatechnik)
• Immobilisierung von bioaktiven Substanzen
• Synthetische Materialien: ringöffnende kationische und anionische Polymerisation
• Metathese
• Polykondensation
• abbaubare Polymere: Polypeptide, Polydepsipeptide, Polyester (Lactide)

 

Charakterisierungsmethoden in der heterogenen Katalyse

	Pflicht	Wahlpflicht
SYN
CAT		x
MES
COS

Dozentinnen/Dozenten:
Dr. Hausoul
Dr. Artz

Prüfungsleistung:
benotetes Referat

Semester:
WS

Lernziele: 

Die Vorlesung befähigt die Studierenden, ein breites Spektrum anwendungsnaher Charakterisierungsmethoden im Bereich der Festkörperanalytik zu verstehen. Sie haben unterschiedliche Methoden zur Charakterisierung spezifischer Eigenschaften fester Katalysatormaterialien sowie in situ/operando-Methoden in der heterogenen Katalyse kennengelernt. Das erwor-bene Wissen zu den Methoden, Hintergründen, theoretischen Grundlagen sowie der anwendungsnahen Datenauswertung können sie sowohl in forschungs- als auch in industrienahen Tätigkeiten in dem weiten Feld der Katalyse einsetzen.

Inhalt:

• Methoden zur Charakterisierung typischer Eigenschaften fester Katalysatoren
• u.a. Adsorption
• temperaturprogrammierte Methoden
• Spektroskopie
• Beugungs-/Streumethoden
• Elektronenmikroskopie sowie deren Anwendung zur in situ/operando-Charakterisierung von Katalysatoren

 

Exotische Spektroskopie über 30 Größenordnungen - vom Universum zum Atom

	Pflicht	Wahlpflicht
SYN
CAT
MES
COS		x

Dozentinnen/Dozenten:
Prof. Dr. Appelt

Prüfungsleistung:
Referat benotet

Semester:
WS

Lernziele: 

Die Veranstaltungen befähigen die Studierenden zu besserem Verständnis der Relevanz spektroskopischer Methoden in vielen Fachbereichen der Chemie, Physik und Biologie. Durch explizite Erörterung mathematischer Methoden werden dabei die für das Verständnis kosmischer und molekularer Spektroskopie erforderlichen Grundlagen geschaffen. Der Überblick über aktuelle Forschung befähigt die Studierenden zur Integration in fachfremde Bereiche und dient der wissenschaftlichen Orientierung.

Inhalt:

• Theorie und Messung: Kosmische Expansion, Hintergrundstrahlung, Gravitationswellen.
• Manipulation von mesoskopischen Sytemen, Molekülen und Atomen mit Laserlicht: Optisches Pumpen, Laserkühlung von Atomen und Molekülen, Dehnung/ Transport von Biomolekülen, Zellen und größeren Objekten mittels optischer Pinzetten
• Fundamentale Quantenphänomene sowie Experimente: topologische Quantenphase, Verschrän-kungsphänomene, Bedeutung für die moderne Spektroskopie

 

Heterogene Katalyse und Katalyse in der Umwelttechnik

	Pflicht	Wahlpflicht
SYN
CAT	x
MES
COS

Dozentinnen/Dozenten:
Prof. Dr. Palkovits

Prüfungsleistung:
Klausur oder mündliche Prüfung zur Vorlesung

Semester:
WS

Lernziele: 
Die Studierenden sollen einen guten Überblick über den Einsatz der Katalyse in der Umwelttechnik erhalten und in diesem Zusammenhang die grundlegenden Prinzipien vermittelt bekommen.

Inhalt:

Ca. 80% aller Industriechemikalien haben in ihrem Herstellungsprozess einen Katalysator gesehen. Katalysatoren gewinnen aber auch zunehmend Bedeutung im Umweltschutz (Abgaskatalysatoren). Im Rahmen dieser Vorlesung werden grundlegende Prinzipien der Katalyse behandelt. Anhand ausgewählter Prozesse werden Katalysatoren in ihrer Wirkungsweise vorgestellt. Hierzu wird sowohl auf die heterogene Katalyse und homogene Katalyse als auch auf die Bio-Katalyse eingegangen.

 

In-situ Spektroskopie zur Prozessführung

	Pflicht	Wahlpflicht
SYN
CAT		x
MES
COS		x

Dozentinnen/Dozenten:
Prof. Dr. Liauw

Prüfungsleistung:
schriftliche Hausarbeit und Literaturvortrag zur Vorlesung

Semester:
SS

Lernziele: 

Die Studierenden können bei Fragestellungen aus der chemischen Produktion fundierte Vorschläge zur Implementierung spektroskopischer Methoden machen.

Inhalt:

• Grundlagen der Spektroskopie-Arten UV, Vis, MIR, NIR, ATRMIR, Raman, NMR
• ex-situ/in-situ/operando
• Vorstellung verfügbarer Geräte
• Beispiele aus der Produktion
• Probleme und Lösungsansätze
• regelungstechnische Grundlagen

 

Mechanismen der molekularen Katalyse

	Pflicht	Wahlpflicht
SYN		x
CAT		x
MES
COS		x

Dozentinnen/Dozenten:
Prof. Dr. Klankermayer

Prüfungsleistung:
Klausur oder mündliche Prüfung zur Vorlesung

Semester:
WS

Lernziele: 

Diese Vorlesung vermittelt Kenntnis der Konzepte zur Beschreibung metallorganischer Katalysezyklen; Anwendung moderner Methoden zur Aufklärung von Mechanismen.

Inhalt:

• Bindung und Reaktivität in der Koordinationssphäre von Übergangsmetallen
• Struktur/Wirkungsbeziehungen in der molekularen Katalyse (Tolman Konzept, natural bite angle, AMS Modell, etc.)
• Sekundäre Wechselwirkungen zur Kontrolle katalytischer Reaktionen (H-Brücken, Ionenpaare, Lösungsmitteleffekte etc.)
• Mechanismen der Enantiodifferenzierung
• Hochauflösenden NMR Spektroskopie und andere spektroskopische Methoden der Strukturaufklärung reaktiver metallorganischer Intermediate
• Kinetik und Modelldiskriminierung
• Deuterierung und Labelling-Experimente
• Computergestützte Methoden und Werkzeuge

 

Strukturen und Eigenschaften von Makromolekülen und Polymermaterialien

	Pflicht	Wahlpflicht
SYN
CAT
MES	x
COS

Dozentinnen/Dozenten:
PD Dr. Adams

Prüfungsleistung:
Klausur oder mündliche Prüfung zur Vorlesung

Semester:
WS

Lernziele: 
Den Studierenden sollen Kenntnisse zur Struktur und den physikalischen Eigenschaften von Polymeren vermittelt werden.

Inhalt:

• Polymerschmelzen
• Kristallisation
• teilkristalliner Zustand
• Kettenorientierung
• mechanische und dielektirsche Eigenschaften
• mikroskopische dynamische Modelle
• nichtlineare mechanische Eigenschaften
• Nachgiebigkeit und Bruch

 

Nachhaltige industrielle Chemie

	Pflicht	Wahlpflicht
SYN
CAT		x
MES
COS

Dozentinnen/Dozenten:
Prof. Dr. Klankermayer

Prüfungsleistung:
Klausur oder mündliche Prüfung

Semester:
SS

Lernziele: 

Die Studierenden erwerben ein grundlegendes Verständnis zum Beitrag der Chemie zu einer nachhaltigen Entwicklung.

Inhalt:

• Prinzipien der nachhaltigen Chemie
• Bewertung von chemischen Prozessen und Produkten
• neue katalytische Verfahren in der chemischen Produktion
• Energie- und Rohstoffeinsparung bei chemischen Prozessen
• energetische und rohstoffliche Nutzung von Biomasse
• Kraftstoffe aus Biomasse
• stoffliche Nutzung von CO₂
• neue Energieträger

 

Nanostruktuierte Katalysatoren: Herstellung, Charakterisierung, Anwendung

	Pflicht	Wahlpflicht
SYN		x
CAT		x
MES
COS

Dozentinnen/Dozenten:
Prof. Dr. Palkovits

Prüfungsleistung:
mündliche Prüfung

Semester:
SS

Lernziele: 

Die Studierenden lernen die verschiedenen Arten heterogener Katalysatoren kennen mit Schwerpunkt auf Nanostrukturierten Katalysatoren. Dazu zählen beispielsweise:Herstellung und Eigenschaften von Zeolithen, Templatverfahren zur Herstellung geordneter mesoporöser Oxide,Replikaverfahren zur Herstellung geordneter Kohlematerialien, Koordinationsverbindungen (MOF) Die Möglichkeiten der Charakterisierung dieser Materialien werden diskutiert und die Bedeutung der Nanostruktur für die Anwendung in der Katalyse vorgestellt.

Inhalt:

• Arten fester Katalysatoren (Trägerkatalysatoren, Oxide, etc.)
• Fokussierung auf Nanostrukturierte Katalysatoren (Zeolithe, geordnete mikro- und mesoporöse Oxide und Kohlematerialien, Metallorganische Netzwerke)
• Herausforderungen der Charakterisierung
• Anwendungen dieser Materialien in der Katalyse und Bedeutung der Nanostruktur

 

NMR in Materialforschung und chemischer Verfahrenstechnik

	Pflicht	Wahlpflicht
SYN
CAT		x
MES
COS		x

Dozentinnen/Dozenten:
Prof. Dr. Blümich

Prüfungsleistung:
unbenotete Kenntnisprüfung

Semester:
SS

Lernziele: 

Die Studierenden gewinnen einen Überblick über den aktuellen Stand der Festkörper-NMR-Spektroskopie, der NMR-Bildgebung in der Materialforschung und chem. Verfahrenstechnik. Sie erlernen dabei den Einsatz und die Interpretation von eigenschaftsbezogenen Messparametern und sind am Ende der Veranstaltung in der Lage, selbständig geeignete Methoden und Instrumente zur Charakterisierung von Material- und Transporteigenschaften zu finden und zu bewerten.

Inhalt:

• Festkörper-NMR-Spektroskopie
• NMR-Bildgebung
• Diffusion
• Flussbildgebung
• Geschwindigkeitsverteilungen
• Qualitätskontrolle
• Niederfeld-NMR
• Mobile NMR

 

Proteinchemie

	Pflicht	Wahlpflicht
SYN		x
CAT
MES		x
COS

Dozentinnen/Dozenten:
PD Dr. Fabry

Prüfungsleistung:
Klausur oder mündliche Prüfung

Semester:
SS

Lernziele: 

Die Studierenden erwerben Kenntnisse über Aufbau, Analyse und die Funktion von Proteinen.

Inhalt:

• Grundlagen zur Chemie und Biochemie von Aminosäuren
• Peptiden und Proteinen: Eigenschaften, Reaktionen, Charakterisierung
• chemische Synthese von Peptiden
• Struktur- und Funktionsprinzipien von Proteinen
• Proteinfaltung und Faltungsdefekte
• präparative und analytische Methoden der Proteinchemie
• spektroskopische Methoden und Massenspektrometrie

 

Reaktionstechnik

	Pflicht	Wahlpflicht
SYN
CAT	x
MES
COS

Dozentinnen/Dozenten:
Prof. Dr. Liauw

Prüfungsleistung:
Klausur oder mündliche Prüfung zur Vorlesung

Semester:
SS

Lernziele: 
Die Studierenden sind nach erfolgreichem Ab-schluss in der Lage, reaktionstechnische Probleme zu identifizieren und mit geeigneten Methoden (Kenn-zahlbestimmung, Retrofitting ...) Lösungen auszuar-beiten.

Inhalt:

• Mikrokinetik an technischen Beispielen
• Makrokinetik: Stoff-, Wärme-, und ggf. Impulsbilanzen am Katalysatokorn, im Gas-Flüssig-System, in idealen Reaktoren

 

Theorie der magnetischen Resonanz

	Pflicht	Wahlpflicht
SYN
CAT
MES
COS	x

Dozentinnen/Dozenten:
Prof. Dr. Appelt

Prüfungsleistung:
Klausur oder mündliche Prüfung zur Vorlesung

Semester:
SS

Lernziele: 

Die Vorlesung vermittelt theoretische Grundlagen der NMR-Spektroskopie.

Inhalt:

• Vektor-Modell
• Fourier-NMR
• Quantenmechanik und Drehimpuls
• Dichtematrix
• Lioville-von Neumann Gleichung
• Produktoperatoren
• schwache und starke Kopplung
• 2D-NMR
• Phasenzyklen und gepulste Gradientenfelder