This thesis deals with the development of novel homogeneous catalysts for the hydrogenation of carbon dioxide and organic carbonates, as well as for the heterogeneous hydrogenation and hydroformylation of olefins. The work focuses on the usage of the inexpensive base-metal cobalt in order to endeavor a replacement of noble-metal based industrial and academic systems. An earlier published system for the cobalt-based hydrogenation of carbon dioxide in the presence of the ligand Triphos was improved by ligand-modification to a 2.5-fold turnover number. Also, the activity of this system in the hydrogenation of organic carbonates to methanol and the corresponding alcohols was demonstrated for the first time. Besides, cobalt nanoparticles on inorganic or carbon supports have been proven to be active for selective olefin hydrogenations and investigated for heterogeneous hydroformylation reactions.
Diese Arbeit befasst sich mit der Entwicklung neuartiger Katalysatoren sowohl für die homogene Hydrierung von Kohlendioxid und organischen Carbonaten, als auch für die heterogene Hydrierung und Hydroformylierung von Olefinen. Der Fokus liegt hierbei auf der Anwendung des günstigen, unedlen Metalls Kobalt auf industrielle und akademische Systeme. Die Produktivität eines bekannten, Kobalt- und Triphos-basierten Systems für die homogene Hydrierung von CO2 wurde durch Modifizierung des Liganden mehr als verdoppelt. Des Weiteren wurde die homogene Hydrierung cyclischer und acyclischer Carbonate zu den entsprechenden Alkoholen erstmals mit Kobalt ermöglicht. Ferner wurden Kobalt-Nanopartikel auf anorganischen Trägern oder Kohle in der selektiven Olefin-Hydrierung angewandt und für die heterogene Hydroformylierung getestet.