Kinetics and modelling of interface reactions

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Prozesse an Grenzflächen gas/fest oder flüssig/fest sind in der chemischen Verfahrenstechnik von großer Bedeutung. Industriell genutzte Prozesse, bei denen chemische Reaktionen an Grenzflächen gas/fest eine wichtige Rolle spielen, sind die Gasphasensynthesen von anorganischen Oxiden wie TiO2 und SiO2, die Abscheidung von Kohlenstoff aus der Gasphase für Hochleistungswerkstoffe oder die Herstellung von Ruß. Die Unterstützung und das Verständnis der Grenzflächenreaktionen in diesen Systemen können entscheidende Impulse zur Optimierung der Syntheseverfahren und zur Steuerung der Produkteigenschaften liefern. In diesem Vorhaben sollen die Prozesse an den Grenzflächen gas/fest in den oben aufgeführten Stoffsystemen - neben den chemischen Reaktionen gas/fest auch schwache Wechselwirkungen mit den Oberflächen - mit quantenchemischen Methoden untersucht werden. Im Vordergrund steht dabei die Berechnung der thermodynamischen Daten der Reaktionspartner und Übergangszustände für die Vielzahl der chemischen Reaktionen, die in diesen Stoffsystemen für die Precursoren sowie zwischen den Precursoren und der Oberfläche ablaufen. Die Oberflächen der Feststoffe werden dabei durch große Modellmoleküle oder Molekülculster dargestellt. Neben der Erweiterung der Datenbasis sollen auch durch die Untersuchungen neue Reaktionswege aufgezeigt werden.