Die Energetik oxid-geträgerter Metallteilchen

Da Oxid-geträgerte Edelmetallteilchen für eine Reihe wichtiger chemischer Reaktionen katalytisch wirksam sind, ist eine fundamentale Kenntnis der genauen atomaren Struktur, der Energetik des Systems (Metall- Adsorptionsenergie, Metall/Träger-Adhesionsenergie), des Verhaltens gegenüber Sinterung bzw. deren Zusammenhang mit beobachteten strukturellen, elektronischen, chemisorptiven und katalytischen Eigenschaften unabdingbar. Trotz der Wichtigkeit dieser Katalysatorsysteme ist noch wenig über die Natur der Metall-Träger Grenzschicht und die Reaktionsmechanismen auf molekularem Maßstab bekannt. Die Metall-Träger Grenzschicht gilt als Zentrum der katalytischen Aktivität. Ebenso bedeutend für die Aktivität des Katalysators ist seine Energetik, werden doch alle Reaktionsschritte, die eine Oberflächendiffusion von Metallatomen beinhalten (Sinterung, Redispersion der Metallpartikel , Reaktionen von Adsorbaten an der Metalloberfläche) entscheidend sowohl von der Adsorptionsenergie des Metalls als auch von der Adhesionsenergie zwischen Metall und Träger beeinflusst. Ausgewählte oxid-geträgerte Modellsysteme sollen mittels Mikrokalorimetrie auf ihre Adsorptions-bzw. Adhesionsenergie hin untersucht werden, um den Einfluß sowohl des Metalls als auch des Trägers auf die energetische Situation zu untersuchen. Parallel dazu werden die Systeme mittels Rastertunnelmikroskopie (STM) und temperatur-variabler Ionenstreuung (TP-ISS) hinsichtlich ihrer strukturellen Eigenschaften charakterisiert. Für zwei ausgewählte Systeme (Pd auf verschiedenen Aluminiumoxid bzw. Ceroxid-Trägern) wird auch der Einfluss der energetischen Situation auf chemisorptive und katalytische Aktivität (Totaloxidation von Methan) untersucht. Ein weiterer Teil des Projektes beschäftigt sich mit der Kinetik des Sinterungsprozesses an den oben genannten Pd Modellsystemen in Abhängigkeit der energetischen Situation, der Teilchengrösse,des Oxidationszustandes des Pd, aber auch externer Parameter wie der Rolle von Promotoren/Inhibitoren (Cl oder H). TP-ISS, STM und AFM sind die gewählten Methoden um diesen Teil detaillierter zu untersuchen.