Relativistic studies for the optimization of metal oxids to oxidize or ammoxidize small alkanes and alkenes

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Nachdem Atome, Moleküle und Festkörper mit relativistischen ab-initio-Methoden quantenmechanisch berechenbar geworden sind und Theorie und Experiment stetig näher rücken, soll in diesem Forschungsvorhaben der Schritt zur Anwendung auf chemische Reaktionen begangen werden. Aufgrund der großen Anwendungs- und Weiterverarbeitungsmöglichkeiten besteht ein besonderes Interesse in katalytischen Oxidationen bzw. Ammoxidationen von Alkanen und Alkenen. Dabei spielt vor allem die Reaktionseffizienz eine wichtige Rolle, so dass eine starke Nachfrage an Möglichkeiten besteht, die dabei verwendeten Katalysatoren und damit den gesamten Reaktionsablauf zu optimieren. Aufgrund dessen soll hier nun eine Kombination physikalischer und quantenchemischer Methoden und Erfahrungen angestrebt werden, um die Arbeiten, die in der Arbeitsgruppe von Prof. Goddard III. am CALTECH begonnen wurden, fortzuführen. Auf diese Erfahrungen aufbauend soll in diesem Forschungsvorhaben die Untersuchung chemischer Prozesse mit verschiedensten Anforderungen an die Beschreibung und die Modellierung angestrebt werden. Dies stellt im Vergleich zu meiner bisherigen physikalisch-theoretischen Tätigkeit eine Neuorientierung in Richtung der Anwendung im Bereich der Chemie dar.