Halbleiterphotokatalyse – mechanistische und präparative Aspekte

Basierend auf frühen Arbeiten zur Photoelektrochemie an Halbleitereinkristallelektroden hat das Gebiet der Photokatalyse an Halbleiterpulvern in den letzten drei Dekaden ein erstaunliches Wachstum erlebt. Dies ist in der einzigartigen Fähigkeit anorganischer Halbleiteroberflächen begründet, konzertierte Reduktionen und Oxidationen einer großen Vielzahl von Elektronendonor‐ und Elektronenakzeptorsubstraten zu photokatalysieren. Während die Spaltung von Wasser und der erschöpfende aerobe Abbau von Schadstoffen große Beachtung fanden, befasste sich nur ein kleiner Teil der Forschung mit präparativen Aspekten. Nach Einführung der mechanistischen Grundlagen folgen Standardexperimente zur Herstellung und Charakterisierung von Photokatalysatoren, die mit sichtbarem Licht aktiv sind. Anschließend illustrieren neuartige atomökonomische C‐C‐ und C‐N‐Kupplungsreaktionen die Relevanz der Halbleiterphotokatalyse für die organische Synthese. Beispielhaft zeigen sie, dass in diesem multidisziplinären Gebiet klassische Photochemie mit Elektrochemie, Festkörperchemie und heterogener Katalyse vereint sind.