Mikroskopische Strukturbildung von Katalysatoroberflächen unter Realbedingungen

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Die meisten Katalysatoren zeigen unter Reaktionsbedingungen massive Umstrukturierungen der Oberflächen, und es gibt immer mehr Hinweise, dass während der Reaktion Atome aus den Molekülen des Reaktionsgemisches in oberflächennahe Bereiche eindringen. Diese Phänomene sind essentiell für die Aktivität der Katalysatoren, die zugrundeliegenden atomaren Prozesse sind jedoch mangels vergleichbarer Beobachtungen bei den idealen Systemen der Oberfächenphysik weitgehend unverstanden. Wir schlagen eine Kombination der Rastertunnelmikroskopie unter Realbedingungen mit dem Instrumentarium der Realkatalyse vor, um auf diese Weise direkte Korrelationen zwischen der atomaren Struktur und der katalytischen Aktivität aufzuzeigen. Als Testreaktion soll die Zersetzung von Propylenoxid auf Gold-, Silber- oder Kupferoberflächen untersucht werden, ein Prozeß, der bei der umgekehrten Reaktion, der Synthese von Propylenoxid, eine wichtige Rolle spielt. Die Reaktion läuft unter günstigen Bedingungen für die in situ-Rastertunnelmikroskopie ab, ein wichtiges Kriterium, solange diese neue Methode noch in diesem frühen Entwicklungsstadium ist. Gleichzeitig weist die Reaktion aber auch schon eine erhebliche Komplexität bezüglich Kinetik und Produktzusammensetzung auf, so daß der Zugang zur atomaren Skala als entscheidend für das Verständnis der Reaktion angesehen wird.