Inverse TiO2/Au model catalysts and surface nanocomposites studied with in-situ XPS

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Untersucht werden sollen planare inverse TiO2/Au Modellkatalysatoren und TiO2/Au Oberflächen-Nanokomposite unter Reaktionsbedingungen (CO-Oxidation, Propen-Oxidation) mit in-situ Hochdruck-Röntgenphotoelektronenspektroskopie (HP-XPS) und anderen, komplementären Methoden. Die inversen Modellkatalysatoren bestehen aus TiO2-Partikeln auf planaren Goldoberflächen, die Nanokomposite aus Au- und TiO2-Nanoteilchen auf inerten oder reaktiven planaren Oberflächen (z.B. HOPG, CeO2). Diese neuartigen Modellsysteme erlauben weitergehende Einblicke in das Wesen der heterogenen Katalyse an Gold und in die Aktivitäts- und Selektivitätseigenschaften von mehrfach nanostrukturierten katalytischen Systemen. Eine parallele Untersuchung von inversen und direkten Au-TiO2 Modellkatalysatoren (letztere zu Vergleichszwecken) soll zwischen der inhärenten Aktivität der Au-Partikel und der Aktivität der Au-TiO2-Grenzen differenzieren. Für die geträgerten Nanokomposite wird erwartet, dass synergetische Effekte zwischen den nanoskopischen Komponenten zu ungewöhnlichen Selektivitäten führen. Mit HP-XPS wird die chemische Zusammensetzung und die elektronische Struktur der Systeme während der Reaktion bei Drücken bis 1mbar bestimmt. Gleichzeitig oder in einer separaten Reaktionszelle (mit Drücken bis zu 1bar) werden Aktivitätsmessungen durchgeführt. Die strukturelle Charakterisierung erfolgt mit Rastertunnelmikroskopie (STM) und Rasterelektronenmikroskopie (SEM).