德國著名的思想家、小說家和詩人歌德在浮士德中寫道：“人們所期待的是：硬幣生銹后的價值”(浮士德II 8223，8224)。羅斯托克的科學家們卻發現了銹跡背后隱藏的可能有著豐富應用的一面。
圖1.銹蝕是一種破壞性的化學反應。
一直以來，人們都把生銹視為一種破壞性的物理現象。但萊比錫羅斯托克催化劑研究所(LIKAT)的科學家們卻發現了銹蝕有著有用的一面。銹蝕會產生一種可生產芳香胺的催化劑，而這種催化劑的主要成分就是鐵氧化物，簡稱為鐵銹。這不僅在科學界甚至是經濟領域中都是非常令人感興趣的發現。
“在資源越來越緊缺的時代，這一發現有兩方面的重要意義：首先是鐵元素，我們生活的地球中含量豐富的鐵元素是一種加速劑;另外，這種物美價廉的金屬元素或許會對中間產品生產有著巨大的支持作用。”萊比錫羅斯托克催化劑研究所的領導人和這一課題組的領導人Matthias Beller先生說道。這種每年市場銷售量高達四百萬噸的中間產品就是芳香胺。
今天，芳香族的胺類物質在工業化的油漆、顏料、農業化學試劑和藥品等生產中得到廣泛應用，可以利用催化加氫的方法生產出來的。而生產芳香胺的原材料則是芳硝基化合物(例如硝基苯)。在加入氫元素的催化作用下這些原材料會反應出芳香族的胺(例如：苯胺)。
鐵氧化物基物質催化法的優點
鐵氧化物催化技術的研究和應用有著50多年的歷史了。在傳統的鐵氧化物生產工藝方法中，要用到多種貴金屬，例如鈀、銠、釕、銥等;而這些貴金屬不僅價格昂貴、蘊藏量稀少，而且還不可再生。迄今為止，大型工業化生產過程中使用的催化器常常有著非常復雜的結構，使用操作的要求也很高，導致生產多種合成產品的可能性也大大受限。
以鐵氧化物為基礎的催化技術以其使用壽命長和催化效率高而著稱。這一特性有利于環境保護的可持續發展，結合其很低的毒性，使得鐵氧化物催化器成為理想的流程工藝原材料。而從工業化生產的角度出發，能夠回收生產過程中使用的催化劑是一件很有意義的事情。因為從異質催化反應中回收鐵氧化物催化劑的方法完全不同于同質催化反應。
80多個應用實例
科學技術委員會最感興趣的是萊比錫羅斯托克研究所LIKAT展示的利用改性鐵氧化物生產多種不同芳香胺的新型催化劑。而鐵銹是研發這種催化劑的基礎。
首先把乙酸亞鐵與向心配合價體均勻的混合在一起。這里的向心配合價體指的是圍繞金屬原子、例如鐵的分子。然后在這種混合物中加入作為石墨結構碳載體的活性碳粉末，加熱到大約800攝氏度。
在完成熱解反應之后，全部分子都被重新排列起來了。這樣制成的催化劑：鐵氧化物圍繞一個個氮原子的催化劑可在多種不同硝基芳香化合物的加氫反應中使用：轉換成所希望的芳香胺衍生物。重要的是：這不是迄今為止唯一的應用領域。研發團隊能夠拿出80多個這樣的應用實例，未來的應用領域也有著很大的挖掘潛力。
圖2.催化器表面重新排列的示意圖--氮分子圍繞著的石墨結構碳載體表面的銹蝕。
利用多種方法進行催化技術的分析
對不同催化劑進行分析、對催化技術進行優化都有很多分析方法。除了使用TEM(掃描)透射電子顯微以外，還使用了XPSX射線光電子能譜分析技術，EPR電子自旋共振技術以及NMR核磁共振頻譜等技術方法。通過多種方法的的組合檢驗，科學家們能夠清晰的知道催化劑的結構，并能夠證明：熱解后活性鐵氧化物催化劑的分子會重新排列，有很薄的碳層包圍著鐵氧化物和氮原子。分子的這種特殊排列使得催化劑有著更加出色的催化效果。科學家們能夠準確、清楚的證明這一點。圖2表達的就是催化器表面重構的圖像——氮分子圍繞著的石墨結構碳載體表面的銹蝕。
各組成成分的成本價格很低、穩定性很高
工業用催化劑除了要有很高的選擇性之外還要具備其他特性。比如使用過程中，要非常穩定、回收起來相對簡單，以便被再次使用。這些特性在工業化的應用中有著重要的經濟意義。因此，羅斯托克LIKAT研究所的科學家們對研發成功的催化器進行了相應的性能測試。鐵氧化物催化劑得到了回收、并在新的多個循環中得到了利用。測試得出的穩定性結果令人吃驚的高。
它多種應用的可能性、很高的催化效率和很高的化學穩定性，尤其是它組成成分的成本低廉在開發未來型的鐵氧化物催化劑中都有著決定性的重要意義。利用這種催化技術，將來就可以經濟的、環保的、節能的低成本的生產每年銷售量高達數百萬噸的芳香胺產品了。
今天的研究結果表明：銹蝕已經不再是歌德時代令人厭惡的東西了，相反也是一種精美的化工產品，是一種非常有價值的東西了。
鐵氧化物催化劑
基于鐵氧化物的催化劑以其很長的使用壽命和豐富的應用性能而著稱。這些性能和它的環保性、可持續發展性以及很低的毒性使得鐵氧化物催化劑成為理想的流程工藝加速劑。出于這些原因，回收、再利用所使用的催化劑也顯得非常重要了。而從異質催化反應中回收鐵氧化物催化劑的方法完全不同于同質催化反應。