Flüssigphasenkatalyse mit Nanoporösem Gold

• Antragsteller: Dr. Arne Wittstock, seit 3/2024
• Fachliche Zuordnung: Physikalische Chemie von Molekülen, Flüssigkeiten und Grenzflächen, Biophysikalische Chemie
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 255613253

IIn diesem Teilprojekt untersuchen wir den Einfluß der Zusammensetzung auf die Oberflächenchemie und Katalyse mit nanoporösem Gold (npAu) im Bereich der Flüssigphasenkatalyse (Oxidationreaktionen mit O2). Hierzu wird die Dotierung des Materials mit Zweitmetallen wie Ag und Cu untersucht. Die Reaktivität dieses nanoporösen Goldkatalysators ist eine Funktion der Oberflächenzusammensetzung. Dieses monolithische ungeträgerte System mit seiner ausgedehnten und stark gekrümmten Oberfläche bietet eine einmalige Möglichkeit, den Einfluß von Spuren eines Zweitmetalles wie Cu oder Ag in der Goldmatrix zu untersuchen. Die Anwesenheit des Zweitmetalls beeinflusst die elektronische Struktur und Chemie an der Oberfläche und hat somit einen starken Einfluß auf auf katalytische Aktivität und Selektivität insbesondere im Zusammenhang mit aeroben Oxidationreaktionen. Aus der ersten Periode ist uns bekannt, dass je nach Konzentration des Restsilbers dieses in der Form von Clustern in den Stegen vorliegt. Wir werden zunächst weiter die Dynamik und Ursache dieser Clusterbildung des Ag untersuchen, mit dem Fokus auf die Vermeidung von Inhomogenitäten. Wir werden dieses Erweitern auf Systeme mit Cu als Zweitmetall, dem Dritten der Münzmetalle. Letzteres hat bei der Oxidation von Alkoholen eine höhere Reaktivtät, neigt jedoch zur Oxidation und Desaktivierung. Neben der Rolle des Zweitmetalls werden wir uns den möglichen Spezies des reaktiven Sauerstoffs witmen. Durch sensitive Reaktionen wie der oxidation von Propen und isotopenmarkierung des Sauerstoff wollen wir die entstehenden Sauerstoffspezies (O*, OH*, OOH*) und die Rolle des OH- untersuchen.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen
• Teilprojekt zu: FOR 2213: Nanoporöses Gold als Prototyp für ein rationales Katalysatordesign
• Ehemalige Antragstellerin: Professorin Dr. Anne Staubitz, von 12/2019 bis 3/2024