Modellsysteme und nanoskalige Funktionsmaterialien in der Katalyse

Nanopartikel zeichnen sich durch neuartige, größen- bzw. formabhängige Eigenschaf­ten aus und eröffnen vielfältige Möglichkeiten für die Anwendung als Funktionsmateri­alien und Katalysatoren. Die Steuerung der Materialsynthese ist dabei von essentieller Bedeutung im Hinblick auf die Qualität der Materialeigenschaften und der Funktion. Unser Ziel ist die Herstellung von definierten Nanopartikeln und Clustern in der Flüs­sigphase, die wir als Werkzeugkasten für Modellkatalysatoren bzw. magnetische Funktionsmaterialien nutzen. Wir setzten hier ein großes Repertoire an chemischen Synthesemethoden im Satzbetrieb ein, die das gezielte Einstellen der Einflussgrößen ermöglichen, und adressieren das Hochskalieren der Synthesen in kontinuierlichen Durchflussverfahren.

Ein Schwerpunkt unserer Arbeiten ist die Entwicklung von definierten Modellkatalysa­toren mit dem Ziel Zusammenhänge zwischen der Zusammensetzung/Struktur der Katalysatoren und den katalytischen Eigenschaften zu verstehen, um effizientere Katalysatorsysteme zu entwickeln. Wir untersuchen die Größe, Größenverteilung, Morphologie, Oberfläche und Zusammensetzung der Nanopartikel und Katalysatoren mit Hilfe verschiedener Charakterisierungstechniken wie beispielsweise Elektronen­mikroskopie (REM, TEM, EDX), Röntgenbeugung (XRD, SAXS), Dynamische Lichtstreuung (DLS), IR, UV-Vis und optische Emissionsspektroskopie (ICP-OES) bzw. klassische Oberflächenmethoden (z.B. N₂-Physisorption). Im Fokus stehen beispielsweise Reaktionen aus der Synthesegaschemie, selektive Hydrierungen organischer Substrate und die Wasserstoffperoxid-Direktsynthese.