NMR-Konsole
Zusammenfassung der Projektergebnisse
AK Stubenrauch: Die Messungen der Selbstdiffusion von Molekülen mit der NMR-Feldgradienten-Technik gehört mit zu den besten und weltweit etabliertesten Methoden zum Nachweis der Bikontinuität einer Mikroemulsion. 2008 konnte die Antragstellerin mit der Feldgradienten-Methode erstmalig nachweisen, dass auch gelierte Mikroemulsionen bikontinuierlich sein können, d.h. dass die Anwesenheit des Gelnetzwerks die Struktur der Mikroemulsion nicht zerstört. Diese Forschungsaktivitäten wurden mit dem neuen Gerät fortgesetzt und erweitert. Zum einen wurden weitere ungelierte und gelierte Mikroemulsionen untersucht, wobei der Fokus auf Mikroemulsionen mit reinen Tensiden lag, da die Arbeiten in 2008 mit technischen Tensiden durchgeführt wurden. Die Arbeiten an den reinen Tensiden haben die Vorarbeiten bestätigt und erneut gezeigt, dass die untersuchten gelierten Mikroemulsionen eine bikontinuierliche Struktur besitzen. Zum anderen wurden Selbstdiffusionskoeffizienten in enzymhaltigen Mikroemulsionen gemessen, woraus man Informationen über die Verteilung der verschiedenen Komponenten in der Mikroemulsion erhält. Erstmalig sind auch Mikroemulsionen vermessen worden, bei denen eine der beiden flüssigen Phasen eine Ionische Flüssigkeit (IL) ist. Über die Struktur von IL-haltigen Mikroemulsionen gibt es in der Literatur sehr wenige Daten und NMR-Messungen fehlen ganz. Unsere Ergebnisse zeigen, dass auch IL-haltige Mikroemulsionen in bestimmten Temperatur- und Konzentrationsbereichen bikontinuierlich sind. AK Hunger: Die Mechanismen heterogen katalysierter Reaktionen, die an mikroporösen Feststoffkatalysatoren ablaufen, werden wesentlich vom Diffusionsverhalten der Edukte und Reaktionsprodukte bestimmt. Die NMR-Feldgradienten-Technik ist eine für die Bestimmung dieses Diffusionsverhaltens allgemein anerkannte Methode. Im Rahmen von Untersuchungen an SAPO-34, einem sehr aktuellen Katalysator für die Methanol-zu-Olefin-Umsetzung, konnte ein Zusammenhang zwischen dem Diffusionsverhalten charakteristischer Reaktionsprodukte und der Selektivität des o.g. Katalysators bewiesen werden. In Kooperation mit Prof. Klemm (gleiches Institut) und in eigenständig betreuten Qualifikationsarbeiten wurde das Diffusionsverhalten von unterschiedlich großen Molekülen in metall-organischen Gerüstverbindungen untersucht und an ausgewählten Materialien für Aromaten ein zweiphasiges Diffusionsverhalten festgestellt, das mit der Porenstruktur korreliert werden konnte. Ein weiterer Schwerpunkt in der Nutzung des Gerätes durch den AK Hunger bestand in Vorarbeiten (2 Diplomarbeiten) zu einem DFG-Projekt, für das zahlreiche In-situ-MAS-NMR-Experimente zur Bestimmung der intrinsischen Kinetik von heterogen katalysierten Hydrierreaktionen und zum Einbau von Para-Wasserstoff in Edukte dieser Reaktionen durchgeführt wurden. Darüber hinaus wurden im Rahmen von Kooperationen mit Gruppen der Nankai Universität in China, der Tokyo Gakugei Universität in Japan und der Universität Sydney in Australien zahlreiche poröse Feststoffe (z.B. FSP-Materialien, flame spray pyrolysis) charakterisiert, die zum Teil potentielle Kandidaten für Untersuchungen des Diffusionsverhaltens von Adsorbatmolekülen und Reaktanten in den jeweiligen Porensystemen sind.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- Effect of the methanol-to-olefin conversion on the PFG NMR self-diffusivities of ethane and ethene in large-crystalline SAPO-34. J. Phys. Chem. C. 116 (2012) 2469-2476
W. Dai, M. Scheibe, L. Li, N. Guan, M. Hunger
(Siehe online unter https://doi.org/10.1021/jp208815g) - In situ MAS NMR investigation of the hydrogenation of acrylonitrile on Pt- and Rh-containing zeolites Y. Microporous Mesoporous Mater. 164 (2012) 104-110
H. Henning, M. Dornbach, M. Scheibe, E. Klemm, M. Hunger
(Siehe online unter https://doi.org/10.1016/j.micromeso.2012.06.021) - PFG NMR self-diffusivities of ethane and ethene in large-crystalline SAPO-34 upon using as MTO catalyst. 24. Deutsche Zeolith-Tagung, Magdeburg, 7.-9.3.2012
M. Dyballa, M. Scheibe, M. Hunger, W. Dai, L. Li, N. Guan
- Dynamics and structure of the lipase Candida Antarctica B in bicontinuous microemulsions. ECIS, Sofia, Bulgarien, 1.-6.9.2013
M. Subinya, C. Stubenrauch, S. Engelskirchen
- Gelled Bicontinuous Microemulsions – A Novel Type of Orthogonal Self-Assembled Systems. Kolloidtagung, Paderborn, 23.-25.9.2013
C. Stubenrauch, M. Laupheimer, K. Jovic, F. Antunes, M. Miguel
- In situ CF MAS NMR study of the pairwise incorporation of parahydrogen into Olefins on rhodium-containing zeolites Y. Chem. Phys. Lett. 555 (2013) 258-262
H. Henning, M. Dyballa, M. Scheibe, E. Klemm, M. Hunger
(Siehe online unter https://doi.org/10.1016/j.cplett.2012.10.068) - Mechanisms of the deactivation of SAPO-34 materials with different crystal sizes applied as MTO catalysts. ACS Catalysis 3 (2013) 588-596
W. Dai, G. Wu, L. Li, N. Guan, M. Hunger
(Siehe online unter https://doi.org/10.1021/cs400007v) - Microemulsions with Ionic Liquids – Interfacial Tension and Microstructure. ECIS, Sofia, Bulgarien, 1.-6.9.2013
J. Thater, V. Gérard, C. Stubenrauch
- Molecular evidence of heavily adhesive Cs in soil: Why radioactive Cs is not decontaminated. J. Phys. Chem. C 117 (2013) 14075-14080
K. Sato, K. Fujimoto, W. Dai, M. Hunger
(Siehe online unter https://doi.org/10.1021/jp403899w) - Palladium-doped silica–alumina catalysts obtained from double-flame FSP for chemoselective hydrogenation of the model aromatic ketone acetophenone. J. Catal. 302 (2013) 10-19
Z. Wang, S. Pokhrel, M. Hunger, L. Maedler, J. Huang
(Siehe online unter https://doi.org/10.1016/j.jcat.2013.02.017)
