Synthesen durch Halbleiter‐Photokatalyse: Solare Chemie

In Halbleiterpulvern können durch Absorption von Lichtquanten reduzierende und oxidierende Oberflächenzentren entstehen. Dadurch sind sie wie geschaffen als heterogene Photokatalysatoren. Sie können durch einen simultan verlaufenden, doppelten Elektronenaustausch neue Reaktionen sensibilisieren und sind nach beendeter Umsetzung durch Filtration leicht abtrennbar. Im Unterschied dazu ermöglichen homogene Photosensibilisatoren in der Regel einen einfachen Elektronenaustausch und sind von den Produkten oft nur schwer abtrennbar. In den meisten Fällen erhält man bei den Halbleiter‐katalysierten Photoreaktionen, wie in einer elektrochemischen Synthese, ein reduziertes und oxidiertes Reaktionsprodukt (Halbleiter‐Photokatalyse Typ A). Erst in jüngster Zeit wurden Photoreaktionen gefunden, in denen über eine Additionsreaktion ein einziges Produkt gebildet wird (Halbleiter‐Photokatalyse Typ B). Dieser Reaktionstyp ist in der klassischen Elektrochemie unbekannt. Von präparativem Nutzen sind die von ZnS oder CdS/Pt katalysierte Photodehydrodimerisierung ungesättigter cyclischer Ether oder Olefine und die CdS‐katalysierte lineare Photoaddition dieser Verbindungen an 1,2‐Diazene und Imine. Vor allem die Additionsreaktionen eignen sich für eine solare Synthese von Feinchemikalien und erfüllen auch das Kriterium der Nachhaltigkeit, da kaum Nebenprodukte entstehen. Es ist zu erwarten, dass die vielseitigen Eigenschaften der Halbleiterpulver für weitere neuartige Synthesen genutzt werden können, vor allem im Hinblick auf die Entwicklung einer solaren Chemie.