18.01.2006

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3. Phase

Nanostrukturierte, mesoporöse Au/MeOx Katalysatoren für Tieftemperatur-

Oxidation- und Reduktion

 

Professor Dr. Rolf Jürgen Behm

Universität Ulm

Fakultät für Naturwissenschaften

Institut für Oberflächenchemie und Katalyse

Ulm

 

Zusammenfassung

Das Projekt zielt darauf ab, die Möglichkeiten eines neuartigen

Syntheseansatzes für monodisperse, mesoporöse Au/MeOx Nanopartikel für

Anwendungen in der Heterogenen Katalyse, speziell für Oxidations-

/Reduktionsreaktionen bei niedrigen Temperaturen, auf der Grundlage eines

molekularen Verständnisses zu evaluieren. Das Syntheseverfahren hat

erhebliches Potential, weil die daraus resultierenden Katalysatoren i)

aufgrund ihrer mesoporösen Struktur und der Verteilung der aktiven

Metallspezies im Partikelinneren eine hohe Dispersion und damit eine hohe

Aktivität versprechen, ii) die Verankerung in den Poren außerdem eine

Stabilisierung der aktiven Metallpartikel ermöglicht, iii) die einfache Bildung

von Mischoxid-Trägern über die Veränderung der Träger-Azidität

Möglichkeiten zur Steuerung der Bildung von Nebenprodukten bietet, und

sich iv) aufgrund der homogenen Diffusionseigenschaften der einzelnen

Kompositpartikel neue Möglichkeiten zur Steuerung katalytischer Reaktionen

über die Ausnutzung von Transporteffekten ergeben.

In diesem Teilprojekt sollen die von den Projektpartnern synthetisierten

nanostrukturierten Au/MeOx Kompositpartikel (,Prä-Katalysatoren') zunächst

durch geeignete Prozessierung (,Konditionierung') in einen aktiven Zustand

überführt werden. Anschließend sollen die chemischen und katalytischen

Eigenschaften der resultierenden Katalysatoren sowie die Abhängigkeit

dieser Eigenschaften von der Morphologie/Struktur und dem chemischen

Zustand der Au/MeOx Teilchen durch spektroskopische (XPS, IR),

elektronenmikroskopische (TEM) und reaktionskinetische/mechanistische

Messungen untersucht werden. Transport und Diffusionseffekte sollen durch

schnelle zeitaufgelöste Messungen an einem TAP Reaktor erfasst werden.

Ziel ist ein molekulares Verständnis der bei der Konditionierung und der

katalytischen Reaktion ablaufenden Prozesse als Grundlage für die gezielte

Optimierung dieser nanostrukturierten Materialien und ihres Synthese-

/Konditionierungsprozesses. Bei geeigneten Katalysatoren sollen diese

Erkenntnisse durch anwendungsrelevante Aspekte (katalytisches und

Transportverhalten unter realistischen Bedingungen etc.) ergänzt werden.

 

 

 

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