Synthese und Partialoxidation von Methanol an wohldefinierten Modellträgerkatalysatoren - Teilprojekt: Spektroskopie an Modellkatalysatoren unter Reaktionsbedingungen mittels Summenfrequenz-Erzeugung (SFG)

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Die für die katalytische Aktivität von Edelmetall-Trägerkatalysatoren bestimmenden Einflüsse sollen anhand der Synthese und Partialoxidation von Methanol untersucht werden. Hierzu sollen wohldefinierte Modellsysteme, in Form von oxidgetragenen Nanoteilchen und Einkristalloberflächen, eingesetzt werden. Die Trägerkatalysatoren sollen auf geordneten Al2O3- und SiO2-Filmen basieren, auf die aktive Metallkomponenten (Pd, Rh, Pt) unter kontrollierten Bedingungen im Ultrahochvakuum (UHV) aufgebracht werden. Die so präparierten Systeme sollen hinsichtlich ihrer geometrischen und elektronischen Struktur sowie ihrer Adsorptionseigenschaften detailliert charakterisiert werden. Das Projekt gliedert sich in folgende Teile: 1. Im ersten Teil soll die Kinetik und Dynamik der Umsetzung von Methanol als Funktion der strukturellen Eigenschaften der Metallteilchen und des Trägermaterials mit Molekularstrahlmethoden / in situ-IR-Spekroskopie im Druckbereich von UHV bis ca. 10-3 Pa untersucht werden. 2. Im zweiten Teil wird der untersuchte Druckbereich vom UHV bis hin zu 105 Pa ausgedehnt, wobei eine schwingungsspektroskopische Charakterisierung der Oberflächenspezies unter Reaktionsbedingungen mittels SummenfrequenzErzeugung (SFG) erfolgt. Parallel dazu werden kinetische Parameter mittels Gasphasenanalyse bestimmt. 3. Die Interpretation der experimentellen Ergebnisse soll durch theoretische Untersuchungen zur Struktur und Adsorption auf getragenen Edelmetallaggregaten und idealisierten Oberflächen mit Hilfe von Dichtefunktionalmethoden unterstützt werden.