Gasphasenkatalyse mit Nanoporösem Gold

• Antragsteller: Professor Dr. Marcus Bäumer
• Fachliche Zuordnung: Physikalische Chemie von Festkörpern und Oberflächen, Materialcharakterisierung ; Physikalische Chemie von Molekülen, Flüssigkeiten und Grenzflächen, Biophysikalische Chemie
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 255613253

Teilprojekt 1 der Forschergruppe 2213 hat das Ziel (in Zusammenarbeit mit SP2), sich mit der Frage zu beschäftigen, wie verschiedene Optionen, um npAu Katalysatoren herzustellen, die Struktur und Zusammensetzung und damit die katalytischen Eigenschaften für verschiedene Anwendungen in der Oxidationskatalyse (Totaloxidation, partielle Oxidation) beeinflussen. Neben npAu aus AuAg –Ausgangslegierungen (das in der ersten Förderperiode im Vordergrund stand) sollen auch npAu-Systeme aus AuCu in die Studien aufgenommen werden, da Cu und Ag an verschiedenen Mechanismen zur Aktivierung von molekularem Sauerstoff beteiligt sein können. Neben monolithischen Proben, bei denen Stofftransportlimitierungen besonders ausgeprägt sein können, werden auch Syntheserouten zu Pulverproben untersucht. Diese Katalysatoren werden mit Katalysatoren aus SP9 (Nanopartikel) verglichen, um die Vor- und Nachteile in Bezug auf eine kontrollierte Herstellung und kontrollierte Einstellung der katalytischen Eigenschaften (einschließlich Stofftransportlimitierungen) zu ermitteln. In Zusammenarbeit mit Prof. Sergey Vasenkov von der University of Florida Gainesville (USA) sind detaillierte Diffusionsmessungen in der Gasphase mittels PFG-NMR geplant. Über die Ermittlung von Tortuositätsfaktoren wird es auf dieser Basis möglich sein, aus der experimentell beobachtbaren Makrokinetik die Mikrokinetik zu bestimmen. Auf diese Weise können die katalytischen Eigenschaften in Zusammenarbeit mit theoretischen Arbeiten aus SP7 und SP8 sowie modellkatalytischen Experimenten in SP5 auf der Basis eines mikroskopischen Verständnisses der Oberflächenchemie erklärt und für ein gezieltes Design von npAu-Katalysatoren genutzt werden.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen
• Teilprojekt zu: FOR 2213: Nanoporöses Gold als Prototyp für ein rationales Katalysatordesign