Forschung
von Prof. Dr. Wolfgang Kleist
Katalysatorentwicklung
Unsere Arbeitsgruppe beschäftigt sich mit dem Design von neuartigen Heterogenkatalysatoren. Ein Schwerpunkt liegt dabei auf der Entwicklung von hochdefinierten Single-Site-Katalysatoren auf Basis von Metall-organischen Gerüstverbindungen (MOFs) sowie Zeolithen. Außerdem werden über klassische und innovative Präparationsmethoden geträgerte Übergangsmetallkatalysatoren hergestellt.
Katalytische Anwendungen
Unsere Heterogenkatalysatoren werden in verschiedenen Flüssig- und Gasphasenreaktionen eingesetzt. Hier werden relevante Reaktionsparameter gezielt variiert, um Umsätze, Ausbeuten und Selektivitäten zu optimieren. Kinetische und mechanistische Studien werden durchgeführt, um die Reaktionsmechanismen der katalytischen Umsetzungen besser zu verstehen und Struktur-Aktivitäts-Korrelationen zu bestimmen.
Zu den aktuell untersuchten Prozessen gehören insbesondere Power-to-X-Reaktionen (Methanisierung von CO2, Fischer-Tropsch, Alkoholsynthese), selektive Oxidationsreaktionen und C-C-Kupplungsreaktionen in flüssiger Phase.
Röntgenbasierte Charakterisierungsmethoden
Neben verschiedenen Standardcharakterisierungsmethoden setzen wir insbesondere röntgenbasierte Charakterisierungsmethoden ein, um die Strukturen unserer Katalysatorsysteme auf molekularer Ebene zu anlaysieren. Zur Strukturaufklärung der Materialien und der Identifizierung von strukturellen Veränderungen während der Katalyse werden Strukturverfeinerungen in Kombination mit hochauflösenden Röntgenpulverdiffraktometriemessungen durchgeführt. Die lokale chemische Umgebung und die Oxidationszustände der Übergangsmetallzentren werden mittels Röntgenabsorptionsspektroskopie analysiert.