Formaldehyd ist eine der wichtigsten Plattformchemikalien der chemischen Industrie. Aufgrund seiner hohen Reaktivität wird er praktisch ausschließlich in wässriger Lösung eingesetzt. Dort liegt er jedoch nicht als einzelne Verbindung vor, sondern bildet ein dynamisches Reaktionsnetzwerk aus monomeren und oligomeren Spezies. Dieses Netzwerk verändert sich kontinuierlich und kann schließlich zur Feststoffausfällung führen. Dieses Phänomen ist von großer industrieller Relevanz, bislang jedoch nicht grundlegend verstanden und wird in der Praxis meist nur empirisch beherrscht.

Ziel dieses Projekts ist es, die Mechanismen des Feststoffausfalls in Formaldehydlösungen erstmals systematisch aufzuklären. Im Zentrum steht dabei die Kinetik, also das Zusammenspiel von Oligomerwachstum, Speziesverteilung und Feststoffbildung. Dazu werden gezielt metastabile Formaldehydlösungen in einem Dünnschichtverdampfer erzeugt und anschließend experimentell untersucht. Mithilfe von NMR Spektroskopie, sowohl im Hochfeld als auch auf Benchtop Geräten, werden zeitaufgelöst Veränderungen der Speziesverteilung verfolgt. Diese experimentellen Daten werden durch modellbasierte Analysen ergänzt, bei denen die Kinetik des Reaktionsnetzwerks sowie die Prozesse im Dünnschichtverdampfer mathematisch beschrieben und in Simulationen untersucht werden. Ziel ist ein quantitatives mechanistisches Verständnis des Systems als Grundlage für robuste und praxistaugliche Strategien zur Vermeidung von Feststoffausfall in industriellen Anwendungen.

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