60 https://www.uni-bremen.de/spp2289/projekte/massgeschneiderte-heteroaggregate-aus-der-gasphasensynthese-fuer-heterogen-katalysierte-transiente-reaktionen Das Schwerpunktprogramm ist in vier Forschungsschwerpunkte gegliedert, wobei sich dieser Antrag auf die „Herstellung und Bildung von Hetero-Aggregaten“ sowie die „Charakterisierung der Hetero-Kontakte und ihrer Materialfunktionen“ konzentriert. de Universität Bremen Fri, 16 Oct 2026 02:04:57 +0200 Fri, 16 Oct 2026 02:04:57 +0200 Universität Bremen content-605387 Fri, 06 Mar 2026 12:50:11 +0100 https://www.uni-bremen.de/spp2289/projekte/massgeschneiderte-heteroaggregate-aus-der-gasphasensynthese-fuer-heterogen-katalysierte-transiente-reaktionen#c605387 <h4><abbr title="Professor">Prof.</abbr><abbr title="Doktor der Ingenieurswissenschaften"> Dr.-Ing.</abbr> <abbr title="habilitatus">habil</abbr><abbr title="habilitatus">. </abbr>Lutz Mädler<br /> Universität Bremen</h4> <h4><abbr title="Professor">Prof.</abbr><abbr title="Doktor der Ingenieurswissenschaften"> Dr.-Ing.</abbr> Robert Güttel<br /> Universität Ulm</h4> <p>In der heterogenen Katalyse spielen Heterokontakte als Schnittstellen zwischen Aktiv- und Trägermaterial eine Schlüsselrolle. Metallnanopartikel sind <abbr title="in der Regel">i. d. R.</abbr> auf einem Trägermaterial immobilisiert, um ihre Größe und Verteilung zu kontrollieren, sowie ihre Stabilität zu verstärken. Die Trägermaterialien sind oft nicht inert, wodurch an den Heterokontakten zusätzliche Eigenschaften auftreten, welche das katalytische Verhalten drastisch beeinflussen. Ferner können sich neue aktive Zentren in der Nähe des Kontakts bilden. Somit erlaubt die Kontrolle und das Verständnis von Heterokontakten in festen Katalysatoren die Möglichkeit, das katalytische Verhalten zu steuern oder zu verstärken.</p> <p>Die Synthese von Modellkatalysatoren mit definierten Heterokontakten, welche für die Isolation spezifischer Materialeigenschaften nötig sind, stellt allerdings mit traditionellen nasschemischen Methoden immer noch eine Herausforderung dar. Aus diesem Grund wird in diesem Projekt die Mehrflammensprühpyrolyse als Einzelschritt-Syntheseroute eingesetzt, in der auf die Bildung von Primärpartikeln eine kontrollierte Mischung und Heteroaggregation in der Gasphase folgt. Dies erlaubt das präzise Einstellen der Heterokontakteigenschaften, wie bspw. deren Anzahl und chemische Natur, sowie die Primärpartikelgröße. Um <span lang="en" dir="ltr">Spillover</span>-Effekte von einfachen Adsorptions-/Desorptionseffekten zu unterscheiden, wird die Dreiflammensprühpyrolyse als neuartige Technik etabliert, um ABC-Modellsysteme zu generieren, in welchen die Anzahl und Größe der Heterokontakte zwischen den Komponenten A, B und C individuell eingestellt werden können.</p> <p>Ziel ist es, die Eigenschaften der Heterokontakte mit den katalytischen Eigenschaften der Materialien unter transienten Bedingungen zu korrelieren. Hierfür werden definierte Heteroaggregate mit maßgeschneiderten Eigenschaften in der Gasphase synthetisiert und umfassend mit <abbr title="Brunauer-Emmett-Teller">BET</abbr>, <abbr title="Röntgenbeugung">XRD</abbr>, TPX und <abbr title="Transmissionselektronenmikroskopie">TEM</abbr> charakterisiert. Die Qualität des Materials in Bezug auf Clustergrößen und Anzahl an Heterokontakten wird durch die Analyse von <abbr title="High-Angle Annular Dark Field">HAADF</abbr>-<abbr title="Raster-Transmissionselektronenmikroskopie">STEM</abbr>-Bildern mithilfe von <span lang="en" dir="ltr">Convolutional Neural Networks</span> in einer etablierten Zusammenarbeit im <abbr title="Schwerpunktprogramm">SPP</abbr>2289 erreicht. Anschließend wird der Einfluss der Materialeigenschaften auf die katalytische Aktivität, die Sorptionseigenschaften und das Deaktivierungsverhalten unter dynamischen Bedingungen für geeignete Beispielreaktionen mithilfe der periodisch-transienten Kinetik-Methode untersucht. Als Beispielreaktion wird hierfür die die <abbr title="Kohlenstoffdioxid">CO<sub>2</sub></abbr>-Hydrierung zu <abbr title="Methan">CH<sub>4</sub></abbr> und <abbr title="Kohlenstoffmonoxid">CO</abbr> herangezogen, da an dieser Reaktion mehrere gasförmige Spezies (<abbr title="Kohlenstoffdioxid">CO<sub>2</sub></abbr>, <abbr title="Kohlenstoffmonoxid">CO</abbr>, <abbr title="Wasserstoff">H<sub>2</sub></abbr>, <abbr title="Methan">CH<sub>4</sub></abbr> und <abbr title="Wasser">H<sub>2</sub>O</abbr>) teilnehmen, welche ein individuelles transientes Verhalten aufweisen. Auf diese Weise können die transienten Antworten der gasförmigen Spezies schließlich mit den Heterokontakteigenschaften und den Syntheseparametern korreliert werden.</p> Content