Herstellung von porösen Metalloxid/Metall-Nanokompositmaterialien aus der Gasphase und deren Anwendung in Katalyse und Sensorik

• Antragsteller: Professor Dr. Gerd Ganteför; Professor Dr. Sebastian Polarz
• Fachliche Zuordnung: Festkörper- und Oberflächenchemie, Materialsynthese
• Förderung: Förderung von 2011 bis 2016
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 193564980

Eine Reihe von Metall-Metalloxid-Kompositmaterialien (z. B. Au/TiO2, Oxidationskatalyse; Cu/ZnO, Methanolsynthese) sind wegen ihrer besonderen katalytischen Aktivität von aktueller Relevanz. Die große Vision der Nanokatalyse ist es, möglichst gezielt die katalytisch erwünschten Spezies erzeugen zu können, von denen ausgegangen wird, dass es sich um bestimmte Metallcluster auf den Metalloxidträgern handelt. Die Identifikation dieser Spezies im Rahmen des Projektes stellt eine wichtiges Ziel dar. Neue Konzepte zur gezielten Katalysatorsynthese und zu deren Untersuchung werden umgesetzt werden. Der originäre Aspekt des Projektes besteht in der Synthese der Materialien ausschließlich mittels Gasphasenmethoden. So sind Metalloxidaerogele (ZnO, TiO2, SnO2, CeO2 etc.) zugänglich, die bez. wichtiger Parameter wie Porosität, Größe, Kristallinität und Phasenzusammensetzung der das Material aufbauenden Partikel sowie der Anwesenheit von Fremdkomponenten präzise eingestellt werden können. Die Aerogele werden dann mit größenselektierten Metallclustern (M1-20) beladen, wodurch parallelisierte Untersuchungen ermöglicht werden, welche systematischen Abhängigkeiten der katalytischen Performance von der Metalloxid-Metallcluster-Kombination es gibt. In Ergänzung zur direkten Beobachtung der Selektivität und Aktivität wird ein weiterer, innovativer Weg etabliert werden, indem aus den Eigenschaften der Materialien als Gassensoren Rückschlüsse auf die katalytischen Systeme hergestellt werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen