Zum Einfluß des Partialdrucks der Reaktanten und der damit verbundenen unterschiedlichen Exposition der Oberfläche metalloxidischer Katalysatoren auf deren Wirkungsweise

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Kinetik und Mechanismus der Adsorption von Ethan und O2 sowie deren Reaktion zu Ethylen sollen an einem Redox-Katalysator (Cr2O3) mit aktivem Gittersauerstoff sowie an einem SeltenerdOxid (La2O3) mit festgebundenem Gittersauerstoff, das jedoch Sauerstoff dissoziativ adsorbiert, in einem weiten Druckbereich (10-7-103 mbar) und bei verschiedenen Temperaturen untersucht werden. Die unterschiedlich präparierten Katalysatoren kristalliner (annähern idealer) und amorpher (annähernd realer) Struktur sollen in der AG Brückner hinsichtlich ihrer Oberflächen- und Volumeneigenschaften mit verschiedenen physiko-chemischen Methoden sowohl ex situ als auch während der Reaktion charakterisiert werden. Mittels stationärer und instationärer kinetischer Experimente sollen die Elementarschritte der Reaktion in Abhängigkeit vom Gesamtdruck sowie vom Partialdruck der Reaktanten aufgeklärt werden (AG Baerns). Um die Material- und Drucklücke zu den Untersuchungen an Einkristalloberflächen zu schließen, sollen in Zusammenarbeit mit der Arbeitsgruppe H.J. Freund (FHI der MPG) bereits vorhandene Ergebnisse und gezielte ergänzende Experimente an epitaktischen Cr2O3-Einkristalloberflächen einbezogen werden. Damit soll ermittelt werden, ob und in welchem Umfang Unterschiede in der Kinetik des Reaktionsablaufs und der Adsorption der Reaktanden im UHV (10-9 bis 10-10 mbar) und bei erhöhten Drucken (10-7 mbar bis ca. 1 bar) sowie an realen und idealen Oberflächen auftreten. Durch die Zusammenführung der erhaltenen Ergebnisse (AG Baerns, Brückner, Freund) soll der Brückenschlag zwischen idealen und realen Systemen hinsichtlich der Katalysatorwirkungsweise erfolgen.