按照蒂德曼教授教給的方法,維勒經過刻苦鑽研,終於在1823年,從動物尿和人尿中分離出了尿素。接著,他又在格美林教授的指導下,對尿素的化學成分做了全麵分析。格美林教授的分析方法非常先進,維勒運用這種方法,精確地測定了尿素中氮、氫、氧和碳的成分,得到了一批數據,並由此查明了尿素的一些重要性質以及它在動物體內的生理作用。他的工作做得非常好,正是由於這項研究,維勒年僅23歲就獲得了海德堡大學的醫學博士學位。
獲得博士學位以後,維勒來到瑞典的斯德哥爾摩大學貝采利烏斯實驗室,為他仰慕已久的貝采利烏斯做助手,跟隨這位“化學巨人”一道從事研究工作。在那裏,他進一步充實了自己,學到了更為先進的實驗和分析方法。而且,他還與貝采利烏斯成了莫逆之交。在日後的歲月裏,兩人的學術觀點時有不同,但他們的友誼卻一直保持了下來。
在斯德哥爾摩待了一年以後,1825年,他又回到了自己的祖國,在柏林化學和礦物學校當了一名化學教師。在這所學校,他的薪金很低。本來他可以在其他學校得到更高的薪金,但他認為工作環境和研究條件比工資更重要。他看中的是該校的化學實驗室。正因為這樣,他才愉快地接受了柏林化學和礦物學校校長的聘請。
在學校裏,維勒一方麵負擔繁重的教學任務,一方麵盡量利用業餘時間搞科研。他的興趣一開始是在無機化學上,在不長的時間之內,他就做出了一係列令人矚目的成就。他研究出了分離金屬鋁和鈹的方法,還發現了碳化鈣,指出碳化鈣能迅速與水反應生成可燃性氣體乙炔。他還差一點就成了世界上釩的第一位發現者。
這些工作,使得他在化學界嶄露頭角,成了一顆冉冉升起的新星。
在博士畢業後的最初幾年裏,維勒取得了豐碩的成果。不過,與他接下去的工作相比,上述成果就顯得次要多了。
那時,他一直在關注氰酸和氰酸鹽的研究。氰酸和氰酸鹽都含有氰酸根,氰酸根是一種在性質上與氯離子很相近的酸根,它能與氫原子結合,生成氫氰酸。氫氰酸在與強堿反應時,可以生成相應的鹽。根據這一性質,維勒用氫氰酸與有關氫氧化物進行反應,製得了不同的氰化物,並對這些氰化物的性質做了較長一段時間的研究。
一天,維勒在查閱雜誌時,讀到了德國化學家尤斯圖斯·李比希的一篇文章,從中知道李比希正在進行與自己相似的研究。於是,他立即給李比希去信,建立了工作聯係。從那以後,兩人成了同一課題的競賽者,最終還成了好朋友。
維勒在那篇文章中發現,李比希在研究中也得到了自己所製得的那種氰化物,可是他對那種物質性質的描述卻與自己所知大不相同。李比希描述說,他製得的那種氰化物具有猛烈的爆炸性能,甚至在合成過程進行之中,稍有不慎也會引起爆炸。而維勒所得到的同一種氰化物卻非常穩定,根本不會爆炸。為什麼會是這樣的呢?同一種物質,不可能出現如此截然相反的性質。答案隻能是他們中的一個人出了錯誤,這個人如果不是李比希,那就是維勒。
為了證明自己是正確的,兩個人都在艱苦地工作著。維勒在探討這個問題的過程中,製備出了氰酸氨這種物質。他將氨溶液與氰酸混合,然後加熱蒸發。根據化學原理,氨是堿性的,它與氰酸這種酸起反應,得到的應該是氰酸氨這種鹽。
維勒得到的氰酸氨是一種不透明的晶體。按常規,得到了這種晶體之後,應該對其性質進行分析。分析的方法之一是將其與氫氧化鉀在一起加熱。從性質上來說,當氰酸氨與氫氧化鉀在一起加熱時,鉀離子置換出了氰酸氨中的氨根,氨根與氫氧根結合,生成氫氧化氨,就是我們平常所說的氨水。這樣,混合液中應該出現氨的氣味。可無論他如何做實驗,溶液中始終沒有出現氨的氣味。再換用其他方法,該晶體同樣沒有出現氨的反應,也沒有出現氰酸的反應。
既然沒有出現預期的反應,那就說明加熱後的晶體已經不是氰酸氨了。不是氰酸氨,那它是什麼呢?要判定它是什麼物質,方法隻有一個,就是測定它的成分,再與已知物質相比較,通過比較做出判斷。
於是,在接下去的日子裏,他一遍又一遍地重複氨溶液與氰酸的反應過程,分析那個本應稱做“氰酸氨”的晶體的成分。通過實驗,數據越來越精確,氮、氫、氧以及碳的百分比含量,已經確鑿無疑。望著最後的結果,他十分驚訝,因為這組數據與他做博士論文時對尿素的分析所得完全一致。也就是說,他用人工合成的方法,從無機物中製得了尿素。