Feststoffstabilisierte Pickering Emulsionen können als alternatives und neuartiges Reaktionsmedium zum Beispiel für die homogen katalysierte Hydroformylierung eingesetzt werden. Diese Forschungsarbeit befasst sich mit dem Verständnis des physikochemischen Verhaltens und den Eigenschaften der Pickering Emulsionen in Bezug auf die Hydroformylierung in einem recycelbaren Prozess.

Im ersten Teil (siehe Kapitel 4) wird pyrogene Kieselsäure mit verschiedenen Hydrophobizitäten für die Stabilisierung der Emulsionen verwendet. Dabei zeigen die W/O Pickering Emulsionstropfen eine Abhängigkeit von der Partikelkonzentration und dem Energieeintrag bei der Herstellung. Des Weiteren wird eine Adsorption von Grenzflächenverunreinigung an den Partikeln beobachtet, welche zu einer Zunahme der Grenzflächenspannung führt. Die Pickering Emulsionen zeigen eine sehr hohe Stabilität in einem Batchreaktor, wodurch die Hydroformylierung optimiert wurde und ein kompletter Recyclingzyklus mit Hilfe der Membranfiltration erfolgte.

In Kapitel 5 werden hydrophile Partikel mit verschiedenen Partikelformen, sogenannten Halloysite nanotubes und pyrogene Kieselsäure, die eine O/W Pickering Emulsion stabilisieren, verwendet, da diese höhere Reaktionsergebnisse liefern. Die größeren Halloysite nanotubes zeigen zuerst eine isotrope Grenzflächenanordnung, die mit Zunahme der Partikelkonzentration zu einer radialen Konfiguration übergeht. Die Halloysite nanotubes sind erfolgreich modifiziert worden, jedoch ist die Änderung der Benetzung nicht stark ausgeprägt. Beide Emulsionen, stabilisiert durch unbehandelte Halloysite nanotubes oder Kieselsäure, zeigen eine Abhängigkeit von der Partikelkonzentration. Jedoch verläuft diese im Falle von Halloysite nanotubes nicht monoton. Die zusätzliche Verwendung des grenzflächenaktiven Rhodium (Rh-) Katalysators führt dazu, dass Tropfen im Größenbereich von Nanometern erzeugt werden, die jedoch keine Partikel auf der Oberfläche aufweisen. Wenn der Tropfendurchmesser einige Mikrometer erreicht hat, werden die Partikel an die Tropfenoberfläche angelagert. Darauf basierend wurde ein entsprechendes Modell von Pickering Emulsionen in einem Batchreaktor in Anwesenheit eines Rh-Katalysators postuliert, wobei eine intermediäre Emulsionsstabilität die Reaktion begünstigt.

Als letztes (siehe Kapitel 6) wird die Wechselwirkung von positiv geladenen Partikeln mit dem negativ geladenen Rh-Katalysator in Hinblick auf die Emulsionsstruktur und Hydroformylierung untersucht. Hierzu werden positive Polystyrolpartikel, welche eine W/O Emulsion stabilisieren sowie positiv modifizierte Halloysite nanotubes, die hingegen eine O/W Emulsion stabilisieren, verwendet. Es wird gezeigt, dass der Rh-Katalysator auf der positiv geladenen Partikeloberfläche adsorbiert, was zu keiner Änderung des Emulsionstyps führt. Des Weiteren nimmt im Falle von Polystyrolpartikeln stabilisierten Emulsionen die Partikelpackungsdichte nach der Adsorption des Rh-Katalysators nicht ab. Gleichwohl ändert sich das Diffusionsverhalten der Polystyrolpartikel an die Grenzfläche, nachdem der Katalysator an die Partikeloberfläche adsorbiert. Generell wird gezeigt, dass die positive Oberflächenladung beider Partikelarten, im Vergleich zu ihren negativ geladenen Pendants, zu einer Verbesserung der Reaktion und der Selektivität führt.