Combined In-Situ/Operando Spectroscopy Reactor Facility

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Im Rahmen des neu eingerichteten Exzellenzclusters „Engineering of Advanced Materials“ werden hierarchisch organisierte Materialien mit maßgeschneiderten elektrischen, optischen, katalytischen und mechanischen Eigenschaften entwickelt. Mit der Vision, die Lücke zwischen Grundlagenforschung und Anwendung moderner Funktionsmaterialien zu schließen, werden im Bereich Katalyse Materialien im Hinblick auf sog. Demonstratorengruppen entwickelt. Die Forschungsansätze umfassen dabei verschiedenste komplexe Materialien, vom einkristallbasierten Modellkatalysator über nanoporöse Filme und Flüssigkeitsfilmen und mesoporöse Materialien bis hin zu Pulvern und optischen/photonischen Materialen. Eine entscheidende integrative Komponente zur Vernetzung der verschiedenen Ansätze besteht im Aufbau einer universellen Infrastruktur zur katalytischen Charakterisierung und kombiniert mit In-Situ/Operando-Spektroskopie an verschiedensten Materialklassen. Das im Rahmen dieses Antrages aufzubauende Großgerät „CIRCAT“ („Combined In-Situ/Operando Spectroscopy Reactor Facility for Steady-State and Transient Testing of Model and Real Catalyst Materials“) bildet hier die zentrale Schlüsselkomponente. Das Gerät gestattet katalytische Untersuchungen sowohl unter stationären Bedingungen als auch mit hoher zeitlicher Auflösung. Das entscheidende Bindeglied zwischen grundlagenorientierter und anwendungsorientierter Forschung bildet die Implementierung verwandter „operando“-spektroskopischer Methoden (u.a. (Polarization Modulation) IR Reflection Absorption Spectr., Time-Resolved IRAS, Diffuse Reflection IR FT Spectr., Transmission IR Spectr., Sum Freq. Generation), die eine zeitaufgelöste Beobachtung von Edukten, Intermediaten und Produkten während der katalytischen Messung gestatten, wobei letztere mittels speziell adaptierter on-line-Analysemethoden erfolgt.