Mechanismus der Tieftemperatur-CO-Oxidation an metalloxidgeträgerten Au-Katalysatoren

• Antragsteller: Professor Dr. Rolf Jürgen Behm
• Fachliche Zuordnung: Physikalische Chemie von Festkörpern und Oberflächen, Materialcharakterisierung
• Förderung: Förderung von 2000 bis 2008
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5254930

Das Projekt zielt ab auf die Klärung des Mechanismus der heterogenen katalysierten Tieftemperatur-Oxidation von Kohlenmonoxid an oxidgeträgerten Goldkatalysatoren, unter besonderer Berücksichtigung von Fe2O3 und TiO2 als den z.Zt. am häufigsten untersuchten Trägermaterialien. Zu diesem Zweck sollen Struktur-Reaktivitätsbeziehungen an Katalysatoren studiert werden, die einerseits auf planaren, einkristallinen Oxidoberflächen, andererseits auf realen Oxidträgersystemen synthetisiert werden. Die Brücke zwischen UHV-Studien und Realkatalyse wird durch eine parallele Charakterisierung der planaren und realen Materialien geschlagen, wobei Reaktivitäten durch Aktivitätsmessungen über den gesamten Druckbereich von UHV (temperaturprogrammierte Methoden) bis Normaldruck (Kinetik im Modellreaktor) untersucht werden, und strukturelle Aspekte durch Identifizierung von Oxidoberflächen-, Au-Partikel- und Adsorbateigenschaften mittels Röntgenabsorptionsspektroskopie (EXAFS/XANES im gesamten Druckbereich, NEXAFS im Vakuum), Rastertunnelmikroskopie, Austrittarbeitsmessungen, Elektronenspektroskopien (UPS, XPS, AES) und -beugung (LEED), Ionenstreuung und Schwingungsspektroskopie (IRAS, DRIFTS, HREELS) geklärt werden. Besondere Berücksichtigung bei der Charakterisierung der Modellsysteme sollen temperaturprogrammierte Untersuchungen mit kleinen Sondenmolekülen (O2, CO, H2) finden, um einfache Adsorptions- und Desorptions-Verfahren für die Bestimmung wichtiger struktureller Parameter (Oberfläche bzw. Größe/Morphologie der Au-Partikel, Konzentration an Au/Oxid-Rändern, nichtstöchiometrische Oxidphasen, Punktdefekte an Oxidträgern) an realkatalytischen Materialien zu entwickeln.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 1091: Brückenschläge zwischen idealen und realen Systemen in der heterogenen Katalyse
• Internationaler Bezug: Großbritannien
• Beteiligte Personen: Professor Dr. Robert Schlögl; Dr. Sven L. M. Schröder