Catalytic properties of nanosized aerosol particles

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Gegenstand des Forschungsvorhabens ist die grundlegende Untersuchung der katalytischen Aktivität gasgetragener Nanopartikeln definierter Oberfläche und Größe. Insbesondere der Einfluß der Größe der Oberfläche und des Partikelalters sollen untersucht werden. Dazu werden Nanopartikeln in einem Gasphasenprozeß so erzeugt, daß sie in hochreiner Form vorliegen. Diese 'frischen' Partikeln werden dann gezielt gealtert, indem durch Tempern, Oxidieren oder Reduzieren die verfügbare Oberfläche und deren Zustand wesentlich verändert werden. Anschließend werden sie in einem Flugstromreaktor als gasgetragene Katalysatoren bei der Dehydrierung von Propan zu Propen eingesetzt. Der zeitliche Verlauf der katalytischen Aktivität wird aufgenommen und mit den Eigenschaften der Aerosolpartikeln korreliert. Dafür wird die Reaktivität durch Messung der Konzentration von Edukt-und Produktgasen mittels Fourier-Transformierter-Infra-Rot-Spektrometrie (FTIR) bestimmt. Mit aerosolphysikalischen Methoden werden Partikeleigenschaften wie Größenverteilung, Struktur, exponierte Oberfläche, Oberflächenzustand und Primärpartikelgröße gemessen. Die ermittelte katalytische Aktivität soll mit der von Glikin (1996) beobachteten enorm hohen Aktivität bei der Aerosolkatalyse verglichen werden. Darüber hinaus soll mit den Daten die Alterung der Nanopartikeln während der Reaktion beschrieben werden und wie eine Alterung vor der Reaktion die katalytische Aktivität beeinflußt.