Synthese und Realstruktur-Eigenschaftsbeziehungen von katalytisch aktiven Nanoteilchen auf der Basis von Übergangsmetallsulfiden

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Das geplante Forschungsvorhaben befasst sich mit der Synthese, Realstruktur und den funktionellen Eigenschaften neuartiger auf SBA-15 geträgerter NiW-, CoW-, NiMoW- und CoMoW-Sulfid Nanoteilchen für die Entschwefelungskatalyse (Hydrodesulfurierung, HDS). Ein wichtiges Ziel ist das Auffinden von Realstruktur-Eigenschaftsbeziehungen, welche grundlegende Einblicke in den Zusammenhang von katalytischer Aktivität und Struktur liefern und damit auch ein Optimieren der funktionellen Eigenschaften erlauben. Die Synthesen erfolgen nach neuartigen Strategien unter ausschließlicher Verwendung schwefelhaltiger Precursorkomplexe. Zur Optimierung der katalytischen Aktivität sollen unterschiedliche Aktivierungsprozesse eingesetzt werden; außerdem sollen die chemischen Zusammensetzungen der Nanoteilchen sowie die Metallbeladungsgrade der Katalysatoren variiert werden. Neben einer strukturellen und chemischen Analyse durch komplementäre Methoden sollen die Katalysatoren im Rahmen der HDS-Reaktion getestet werden. Die Abmessungen der zu untersuchenden Nanoteilchen erfordern zwingend den Einsatz modernster Techniken der Transmissionselektronenmikroskopie. Von besonderem Interesse sind dabei Abbildungsverfahren nahe atomarer Auflösung und spektroskopische Techniken zur chemischen Analyse im sub-Nanometerbereich. Tomographische Rekonstruktionen sollen quantitative Informationen über die Verteilung der Nanoteilchen auf oder in den porösen Trägermaterialien liefern.