Bimetallische Co/Pd- und Fe/Pd-Nanopartikel auf oxidischen Trägern - der Einfluss von Pd auf Selektivitäten in der Fischer-Tropsch-Synthese

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Die gezielte Beeinflussung von Selektivitäten in der Fischer-Tropsch-Synthese stellt noch immer eine bedeutende Herausforderung an die Wissenschaft dar. Im Rahmen des vorliegenden Forschungsprojektes sollen systematische, grundlegende Untersuchungen aufklären, welchen Einfluss Pd in dieser Hinsicht auf Co- und Fe-basierte Nanopartikel nimmt. Zu diesem Zweck sollen konkret mono- und bimetallische Co/Pd- und Fe/Pd-Nanopartikel auf verschiedenen oxidischen Trägern hergestellt werden, wobei einerseits Partikelsysteme im Ultrahochvakuum (UHV) und andererseits nasschemisch hergestellte Nanopartikel auf Oxidpulverträgern betrachtet werden sollen. An den im UHV durch PVD-Methoden zu präparierenden Systemen sollen elementare Prozesse zur Reaktion von CO mit H2 unter bestmöglich definierten Bedingungen im Detail studiert werden. Beispielsweise soll mit Thermischer Desorptionsspektroskopie und Photoelektronenspektroskopie untersucht werden, wie Pd das Dissoziationsverhalten von CO beeinflusst, welches von fundamentaler Bedeutung für das entstehende Produktspektrum ist. Durch die parallele Betrachtung mit speziellen nasschemischen Verfahren hergestellter Partikelsysteme, welche sich ebenfalls durch eine wohl definierte Struktur auszeichnen, soll überprüft werden, in wie weit die im UHV gewonnenen Ergebnisse auf ambiente Bedingungen und reale Systeme übertragbar sind. Die nasschemisch hergestellten Systeme sollen mit Hilfe von IR-Spektroskopie adsorbierter Testmoleküle sowie in katalytischen Testapparaturen unter Einsatz von GC-MS-Analytik untersucht werden. Durch den Einsatz von hochauflösender Elektronenmikroskopie, in Zusammenarbeit mit der Arbeitsgruppe von C. Henry and S. Giorgio (CNRS, Marseille) auch in situ HRTEM, soll auch hier die Möglichkeit geschaffen werden, zu klaren Struktur-Eigenschafts-Beziehungen zu gelangen. Der Einfluss von Pd auf die Selektivitätsmuster bezüglich des komplexen Produktspektrums der Fischer-Tropsch-Reaktion soll darüber hinaus auch vor dem Hintergrund von Metall-Substrat-Wechselwirkungen bei Einsatz verschiedener Oxidträger analysiert werden.