Polare Legierungen als Mehrkomponenten-Katalysatoren

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In Kooperation der beiden Arbeitsgruppen Fässler und Claus sollen im Vorhaben eindeutig definierte intermetallische Verbindungen, nämlich Legierungen, deren Metallkomponenten sich in der Elektronegativität unterscheiden (polare Legierungen), durch geeignete festkörper-chemische Methoden phasenrein hergestellt, strukturell modifiziert und erstmals auf ihr katalytisches Potential experimentell geprüft werden. Ausgehend von bekannten, binären Legierungen E-M (M = spätes Übergangsmetall, E = Element der Gruppe 14) soll durch zusätzliches Einbringen eines stärker elektropositiven Elementes A (A = Alkali- oder Erdalkalimetall) das binäre System modifiziert werden. Die Materialeigenschaften der Modell-Legierungen sind auf heterogen katalysierte Hydrierungen abgestimmt. Zwei Reaktionen (Hydrogenolyse eines Kohlenwasserstoffs und Selektivhydrierung einer polaren bifunktionellen organischen Verbindung) werden ausgewählt, die entsprechend der binären (M-E)- bzw. ternären (A-M-E)-Legierungssysteme eine Beurteilung der katalytischen Wirksamkeit der hergestellten Materialien auf der Basis von geometrischen und elektronischen Einflussfaktoren, d. h. über einen Ensemble- oder Ligandeneffekt, ermöglichen. Auf der Basis des Verständnisses der Strukturen auf atomarem Niveau (Radienverhältnisse, Elektronegativitätsunterschiede der Komponenten und Valenzelektronenkonzentrationen) und unter Einbeziehung theoretischer Methoden wird es möglich sein, ein grundlegendes Verständnis für diejenigen Festkörpereigenschaften der polaren Legierungen zu entwickeln, die katalytisch wirksam sind.