Ruthenium als Oxidationskatalysator: Kinetische, spektroskopische und strukturelle Untersuchungen an metallischen und oxidischen Realkatalysatoren und Einkristalloberflächen

钌作为氧化催化剂：金属和氧化真实催化剂以及单晶表面的动力学、光谱和结构研究

• 批准号: 5253680
• 负责人: Professor Dr. Martin Muhler
• 金额: --
• 依托单位: Lehrstuhl für Technische Chemie
• 依托单位国家: 德国
• 项目类别: Priority Programmes
• 财政年份: 2000
• 资助国家: 德国
• 起止时间: 1999-12-31 至 2007-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/5253680?language=en
• 关键词: Ruthenium; als; Oxidationskatalysator; Kinetische; spektroskopische

Die katalytischen Eigenschaften von Ruthenium bei Oxidationsreaktionen hängen entscheidend vom Sauerstoffpartialdruck und der Temperatur ab, da je nach Reaktionsbedingungen ein komplexes Wechselspiel zwischen einer Fülle von Sauerstoff-Spezies auftritt. Dazu zählen chemisorbierter atomarer Sauerstoff auf metallischem Ru, im Volumen gelöster atomarer Subsurface-Sauerstoff und in Rutheniumdioxid eingebauter bzw. darauf adsobierter Sauerstoff. Es sollen drei Oxidationsreaktionen sowohl im Ultrahochvakuum (UHV) als auch bei Drücken größer 1 mbar untersucht werden: Die Oxidation von CO zu CO2, deren Reaktionsgeschwindigkeit stark vom Sauerstoffbedeckungsgrad abhängt, die oxidative Dehydrierung von Methanol zu Formaldehyd, deren Selektivität zu Ch2O mit steigendem oxidischen Charakter von Ru zunimmt, und die endotherme CO2-Reformierung von CH4 zu Synthesegas (CH4 + CO2 = 2 CO + 2 H2), für die Ru hochaktiv ist. Zur Überbrückung der Materiallücke werden Ru- und RuO2-Einkristalloberflächen, polykristalline Ru-Filme, Ru-Metallpulver und auf MgO geträgertes RU (Ru/MgO) untersucht. Höchstreines Ru-Metallpulver als Vollkatalysator stellt dabei das Bindeglied zwischen geträgerten polykristallinen Ru-Nanopartikeln und wohlgeordneten Ru/RuO2-Einkristallen dar. Zur Bestimmung der Elementarschrittkinetik an den Realkatalysatoren wird ein Pulsreaktor (TAP-Reaktor, temporal analysis of products) eingesetzt, der sowohl im Hochvakuum als auch bei atmosphärischem Druck arbeiten kann. Die Charakterisierung der Realkatalysatoren erfolgt mit der Infrarot-Spektroskopie (FTIR), die im Hochvakuum in Transmission und bei atmosphärischem Druck in diffuser Reflexion (DRIFTS) angewandt wird, um molekulare Adsorbate (z.B. COads, CHxads, CH3Oads) und deren Beeinflussung durch Koadsorbate als Funktion der Partialdrücke und der Temperatur zu detektieren. Im Bereich der Einkristalluntersuchungen soll insbesondere die oxidative Dehydrierung von Methanol zu Formaldehyd auf den sauerstoffvorbelegten Ru(0001)-Oberflächen (variable O-Konzentration: 0.25 ML - 10 ML) bis hin zu Rutheniumoxiden unter UHV-Bedingungen hinsichtlich atomarer Struktur, Morphologie, Reaktivität und elektronischer Struktur untersucht werden. Die verwendeten Techniken umfassen die Beugung niederenergetischer Elektronen (LEED), hochauflösendes LEED (SPALEED), Oberflächenröntgenbeugung (SXRD), Thermodesorptionsspektroskopie (TDS) und Photoelektronenspektroskopie (UPS, XPS), deren Ergebnisse durch begleitende Dichtefunktional-Theorie (DFT-GGA)-Rechnungen unterstützt werden sollen. Durch die Verwendung eines Mikrokapillar-Dosers, eines Transfersystems zwischen UHV-Kammer und einer Hochdruckzelle sowie durch in situ-EXAFS/NEXAFS-Messungen in Zusammenarbeit mit der Arbeitsgruppe Schlögl soll die Drucklücke vollständig überwunden werden.

在高温条件下，钌的氧化反应与氧化反应的关系[j]； [j]; [j]。大足zählen化学原子学研究中心Sauerstoff aumetalchem Ru， in volume gelöster原子学地下研究中心Sauerstoff und in rutheniumubiuingebauter bzw。darauf adsobierter Sauerstoff。Es sollen drei Oxidationsreaktionen sowohl im Ultrahochvakuum(特高压)als欧什贝Drucken großer 1 mbar untersucht了:死氧化冯公司祖茂堂二氧化碳,deren Reaktionsgeschwindigkeit鲜明vom Sauerstoffbedeckungsgrad abhangt,死甲醇氧化Dehydrierung·冯·祖Formaldehyd deren Selektivitat祖茂堂Ch2O麻省理工学院steigendem oxidischen Charakter冯·俄文zunimmt和死endotherme CO2-Reformierung冯CH4祖茂堂Synthesegas (CH4 +二氧化碳= 2 CO + H2),毛皮死俄文hochaktiv坚持。Zur Überbrückung der materiall<e:1> cke werden Ru- und RuO2-Einkristalloberflächen，多晶Ru-薄膜，Ru- metallpulver和auf MgO geträgertes Ru (Ru/MgO) untersucht。Höchstreines Ru- metallpulver - als volatalysator stelldabei - bindegedzwischen geträgerten多晶Ru- nanopartikkeln和wohldendenen Ru/ ruo2 - einkstallen dar。zurbestimingder elemental schrittkinetik and den realalysatorein pulpulreaktor （TAP-Reaktor，产品的时间分析）的研究进展，在hochvacuum的研究中也得到了进展atmosphärischem Druck arbekann。基于红外光谱（FTIR）技术的realalysatoren的特性研究，基于hoch真空的传输与反射（DRIFTS）技术的研究，基于分子吸附剂（z.B. COads, CHxads, CH3Oads）技术的研究，基于分子吸附剂（z.B. COads, CHxads, CH3Oads）技术的研究。in Bereich der Einkristalluntersuchungen soll insbesderere die氧化脱氢，甲醇，甲醛，aufden sauerstoffvorbelegten Ru(0001)-Oberflächen（可变o - konconcentration: 0.25 ML - 10 ML），他的研究，UHV-Bedingungen hinsichtlich原子结构，形态，Reaktivität和电子结构，结构，untersucht werden。Die verwendeten Techniken umfassen Die Beugung niederenergetischer Elektronen (LEED), hochauflösendes LEED (SPALEED), Oberflächenröntgenbeugung (SXRD), thermodesorptionsspektroskie （TDS）和光elektronenspektroskie (UPS， XPS), deren Ergebnisse durch begleitende dichfunctionaltheorie (DFT-GGA)- rechungen unterst<s:1> tzt werden sollen。德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国