Steuerung der Aktivität und Selektivität der sauren Katalyse an sulfatierten Zirconiumdioxiden durch templatgestützte Synthese mikro- und mesoporöser Träger

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Sulfatierte Zirconiumdioxide sind vielfältig einsetzbare Katalysatoren, deren Potenzial hinsichtlich ihrer Eigenschaften und somit Anwendungen bislang noch nicht voll ausgeschöpft wurde. Dies liegt vor allem an der Verfügbarkeit und Stabilität der sauren Zentren an der Oberfläche des Trägers. Ziel dieses Projektes ist es, mit Hilfe der templatgestützten Synthese unter Einsatz von Blockcopolymeren und anderen Amphiphilen die Eigenschaften der Zr02-Träger so zu modifizieren, dass einheitliche, enge Porensysteme großer Oberfläche mit kristallinen Porenwänden erhalten werden, die eine höhere Aktivität und Produktselektivität aufweisen. Es sollen prinzipiell Erkenntnisse, die sich bei der templatgestützten Präparation silikatischer Materialien bewährt haben, auf ein attraktives Katalysatorsystem übertragen werden. Dies ist bislang noch nicht systematisch geschehen. Die neuen Materialien werden dann anhand zweier typischer sauer katalysierter Reaktionen charakterisiert, die sich in ihren sterischen Anforderungen an die Porensysteme unterscheiden. Dazu werden die Isomerisierung von n-Butan zu iso-Butan und die Alkylierung von Naphthol mit Styren als Modellreaktionen vergleichend untersucht. Die Arbeiten werden sich in drei grundlegende Bereiche gliedern (i) die Synthese der Träger und gezielte Modifikation der oberflächenaktiven Zentren sowie der Textur, (ii) die Charakterisierung der Proben mit Standard- bzw. in situ-Methoden und (iii) mechanistische Untersuchungen mit Hilfe stationärer und instationärer Methoden.