SFB 558:  Metall-Substrat-Wechselwirkungen in der heterogenen Katalyse

• Fachliche Zuordnung: Chemie
• Förderung: Förderung von 2000 bis 2012
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5484300

Bei der heterogenen Katalyse liegt der Katalysator als Festkörper vor, an dessen Oberfläche die Umsetzung der Reaktanden durch Adsorption, Oberflächenreaktion und Desorption erfolgt. Im Rahmen dieses Sonderforschungsbereichs soll der Einfluß der Grenzschicht von Metall und Oxid bei oxidgeträgerten Metallkatalysatoren in Hinblick auf die katalytische Aktivität und Selektivität systematisch untersucht werden.
Der Sonderforschungsbereich ist in drei Projektbereiche unterteilt. Der Ausgangspunkt ist ein Realkatalysator, dessen Funktion unter realen Bedingungen studiert und auch mit spektroskopischen Methoden charakterisiert werden soll (Projektbereich A). Die für die mikroskopische Modellbildung erforderlichen Informationen sollen in zwei weiteren Teilbereichen ermittelt werden. Zum einen werden durch spezielle anorganische Synthesemethoden Metallträgersysteme hergestellt (Projektbereich B), zum anderen sollen auf wohldefinierten Festkörperoberflächen Metalldeposite aufgebracht und nachfolgend hinsichtlich ihrer chemischen Aktivität charakterisiert werden (Projektbereich C). Die für die Erarbeitung relevanter Aussagen fundamentale theoretische Basis soll durch Projekte aus dem Bereich Quantenchemie geschaffen werden, die je nach der behandelten Thematik in den Projektbereichen B und C angesiedelt sind. Eine weitere Zielsetzung im Sonderforschungsbereich ist die Untersuchung der Reaktionen von oxidgeträgerten Metallkatalysatoren in den Mikroporensystemen von Zeolithen.
Den Schwerpunkt der ersten Förderperiode (bis Mitte 2003) bildet das System Kupfer auf Zinkoxid, das in der Methanolsynthese zum Einsatz kommt.

• DFG-Verfahren: Sonderforschungsbereiche

Abgeschlossene Projekte

• A01 - Die Bedeutung von Metall-Träger-Wechselwirkungen für die Oxidation kurzkettiger Alkohole (Teilprojektleiter Muhler, Martin ;  van Veen, Andréa )
• A02 - Alternative Katalysatoren für die Synthese von Methanol und die selektive Oxidation von kurzkettigen Alkoholen (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Löffler, Elke ;  Muhler, Martin )
• A03 - Studium der Cu-Zn-Wechselwirkung in Methanolsynthesekatalysatoren mit Hilfe matrixgebundener Modellkatalysatoren (Teilprojektleiter Grünert, Wolfgang )
• A04 - Transmissionselektronenmikroskopieund Rastertunnelmikroskopie an Realkatalysatoren (Teilprojektleiter Birkner, Alexander ;  Muhler, Martin ;  Wöll, Christof )
• A5 - Charatkerisierung von katalytisch relevanten Pulverproben und Zeolithen mittels Röntgenemissionsspektroskopie (Teilprojektleiter Wöll, Christof )
• B01 - Poröse Metallorganische Koordinationspolymere als Trägermatrices für Metall/Metalloxid-Nanopartikel (Teilprojektleiter Fischer, Roland A. )
• B2 - Kupferkatalysatoren mit starken Metall-Substrat-Wechselwirkungen (Teilprojektleiter Schüth, Ferdi )
• B03 - Metall-Träger-Katalysatoren als Gäste in mesoporösen Matrizen: Präparation und Grundcharakterisierung der Modellsysteme (Teilprojektleiter Gies, Hermann )
• B4 - Molekulare Modelle für das Metalloxid-Trägersystem auf der Basis von neuen Polyoxometallaten (Teilprojektleiter Drieß, Matthias ;  Merz, Klaus )
• B07 - Herstellung von strukturierten Trägerkatalysatoren durch Thermolyse von komplexen Metallcyaniden (Teilprojektleiter Epple, Matthias )
• B08 - Wechselwirkung zwischen Gold und Trägermaterial in Goldkatalysatoren für die Oxidation von CO und Alkoholen (Teilprojektleiter Schüth, Ferdi )
• B9 - Legierungs-Nanopartikel an Grenzflächen anorganischer, mesoporöser Festkörper (Teilprojektleiter Polarz, Sebastian )
• B10 - Cu-basierte Kolloide als Katalysatoren für die Methanolsynthese (Teilprojektleiter Schüth, Ferdi )
• B11 - Nanopartikel zur Katalyse aus Ionischen Flüssigkeiten (Teilprojektleiterin Mudring, Anja-Verena )
• B12 - Supramolekulare ZnOH-Aggregate und mehrkernige peroxoreiche TiO-Komplexe - Ein molekularer Zugang zu Katalysatoren und zu Elementarschritten auf Oberflächen (Teilprojektleiter Merz, Klaus ;  Muhler, Martin )
• B13 - Theoretische Untersuchung von porösen Metallorganischen Netzwerken als Substrate für Heterogenkatalytische Prozesse (Teilprojektleiter Schmid, Rochus )
• C1 - Quantenchemische Rechnungen für spektroskopische Eigenschaften von Adsorbaten auf oxidischen Trägern (Teilprojektleiter Staemmler, Volker )
• C2 - Ab inition Rechnungen zur Adsorption an den polaren (0001)- und (000-1)-Oberflächen von ZnO und Charakterisierung von Eisenoxid-Oberflächen (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Fink, Karin ;  Staemmler, Volker )
• C5 - Wachstum und Struktur von Oxidschichten sowie von Metallclustern auf oxidischen Substraten (Teilprojektleiter Zabel, Hartmut )
• C06 - MD Simulation von Methanolsynthese und Methanoloxidation (Teilprojektleiter Marx, Dominik )
• C07 - Ordnung und Reaktivität von Adsorbaten auf Oxid-Einkristalloberflächen: Untersuchungen mit Heliumatomstrahlstreuung und Photoelektronenspektroskopie (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Traeger, Franziska ;  Wöll, Christof )
• C08 - STM- und HREELS-Untersuchungen der Wechselwirkung von Adsorbaten mit Metallclustern auf oxidischer Unterlage (Teilprojektleiter Köhler, Ulrich )
• C09 - Schwingungsspektroskopie an Metall-Metalloxidsystemen (Teilprojektleiter Muhler, Martin ;  Wang, Yuemin ;  Wöll, Christof )
• C10 - Berechnung von STM-Abbildungen und Untersuchung der Struktur-Aktivitätsbeziehung der CO2-Hydrierung auf Cu/ZnO (Teilprojektleiter Meyer, Bernd )
• C11 - Quantenchemische Charakterisierung von Adsorbaten und Fehlstellen auf oxidischen Oberflächen (Teilprojektleiter Hättig, Christof )
• C12 - Strukturelle und Dynamische Eigenschaften von Metallclustern auf Oxidoberflächen (Teilprojektleiter Behler, Jörg )
• C13 - STM-Untersuchungen der Wechselwirkung von Adsorbaten mit Metallclustern auf oxidischer Unterlage (Teilprojektleiter Köhler, Ulrich )
• MGK - Physikalische und Chemische Prozesse an Oxidoberflächen: Vom Experiment zur Theorie (Teilprojektleiter Muhler, Martin ;  Wöll, Christof )
• S - Zentrale Aufgaben des Sonderforschungsbereichs (Teilprojektleiter Wöll, Christof )
• T1 - CVD- bzw. AL-CVD-Präparation und Modifizierung von Trägerkatalysatoren für die Methanolsynthese (Teilprojektleiter Fischer, Roland A. )
• T2 - CVD-Synthese und Charakterisierung von Trägerkatalysatoren in einem Wirbelschichtreaktor (Teilprojektleiter Hinrichsen, Kai-Olaf ;  Muhler, Martin )
• T3 - Mikroskopische und spektroskopische Charakterisierung von Trägerkatalysatoren für die Methanolsynthese (Teilprojektleiter Wöll, Christof )

• Antragstellende Institution: Ruhr-Universität Bochum
• Beteiligte Institution: Max-Planck-Institut für Kohlenforschung
• Sprecher: Professor Dr. Martin Muhler; Professor Dr. Christof Wöll, bis 7/2009