Oberflächenkatalyse

Unsere Gruppe ist an grundlegenden Prozessen in der Oberflächenchemie und -katalyse interessiert und konzentriert sich dabei auf schwingungsspektroskopische Untersuchungen an festen Oberflächen, von gut definierten Modellsystemen bis hin zu unterschiedlich geformten Nanomaterialien, in einem breiten Druckbereich vom Ultrahochvakuum (UHV) bis zu Umgebungsbedingungen. Wir haben Fortschritte bei der Instrumentierung gemacht, um die inhärenten experimentellen Schwierigkeiten zu überwinden, die durch das geringe Reflexionsvermögen von Dielektrika im IR-Bereich verursacht werden, indem wir eine hoch entwickelte UHV-Apparatur verwenden. Diese Apparatur ist sowohl für in-situ polarisations- und azimutaufgelöste IRRAS-Experimente bei streifendem Einfall an Modellkatalysatoren als auch für Transmissions-FTIR-Messungen an nanostrukturierten Pulvern geeignet. Außerdem ermöglicht es die Integration mehrerer oberflächensensitiver Techniken (IR, XPS, UPS, TPD, LEED) in einem System. Die IRRAS- und UHV-FTIRS-Methoden werden durch in-situ/operando DRIFTS ergänzt. Die Kombination verschiedener IR-Techniken ermöglicht es uns, die Kluft zwischen Druck- und Materiallücke effektiv zu überbrücken.

 

                                  

Wir streben ein grundlegendes Verständnis der strukturellen, elektronischen und reaktiven Eigenschaften verschiedener Nanomaterialien unter verschiedenen Aktivierungs-/Reaktionsbedingungen an, basierend auf umfassenden und genauen Referenzdaten, die für Modellsysteme gewonnen wurden. Unser Hauptaugenmerk liegt auf den folgenden Themen:

 

  • Struktur und katalytische Aktivität von Metalloxidoberflächen

 

Surface Refaceting Mechanism on Cubic Ceria, https://doi.org/10.1021/acs.jpclett.0c02409

Bridging the Pressure and Materials Gap in Heterogeneous Catalysis: A Combined UHV, In Situ, and Operando Study Using Infrared Spectroscopy,  https://doi.org/10.1021/acs.jpcc.3c03567

Vibrational Frequencies of CO Bound to All Three Low-index Cerium Oxide Surfaces: A Consistent Theoretical Description of Vacancy-induced Changes Using Density Functional Theory, https://doi.org/10.1063/5.0153745

 

Structure and Chemical Reactivity of Y-Stabilized ZrO2 Surfaces: Importance for the Water-Gas Shift Reaction, https://doi.org/10.1002/anie.202404775

IR Spectroscopic Investigations of Chemical and Photochemical Reactions on Metal Oxides: Bridging the Materials Gap, https://doi.org/10.1039/C6CS00914J

 

  • Metallpartikel/Cluster auf Oxidoberflächen

 

 

Dynamic Structural Evolution of Ceria-Supported Pt Particles: A Thorough Spectroscopic Study, https://doi.org/10.1021/acs.jpcc.2c02420

Tracking the Formation, Fate and Consequence for Catalytic Activity of Pt Single Sites on CeO2,  https://doi.org/10.1038/s41929-020-00508-7

Structure of the Catalytically Active Copper-Ceria Interfacial Perimeter, https://doi.org/10.1038/s41929-019-0226-6

The interdisciplinary Collaborative Research Centre 1441 TrackAct- Tracking the Active Site in Heterogeneous Catalysis for Emission Control: https://www.trackact.kit.edu

 

  • IR-spektroskopische Untersuchungen an defektbehafteten metall-organischen Gerüsten

Defects Engineering Simultaneously Enhances Activity and Recyclability of MOFs in Selective Gydrogenation of Biomass, https://doi.org/10.1038/s41467-022-29736-0

Defect-Engineered Metal−Organic Frameworks: A Thorough Characterization of Active Sites Using CO as a Probe Molecule, https://doi.org/10.1021/acs.jpcc.0c09738

Interplay of Electronic and Steric Effects to Yield Low-Temperature CO Oxidation at Metal Single Sites in Defect-Engineered HKUST-1, https://doi.org/10.1002/anie.202000385

Chemical Reactions at Isolated Single-Sites Inside Metal–Organic Frameworks, https://doi.org/10.1007/s10562-018-2432-2

 

 

  • Photochemische Eigenschaften von Metall/Oxiden und MOFs-Systemen 

 

Metal-Organic Framework Thin Films as Ideal Matrices for Azide Photolysis in Vacuum, https://doi.org/10.1002/anie.202306155

Rendering Photoreactivity to Ceria: The Role of Defects,  https://doi.org/10.1002/anie.201707965

 

 

 

 

Cover-Art Gallery

 

 

https://doi.org/10.1002/anie.201913850

 

 

https://doi.org/10.1002/anie.201611453

 

 

     https://doi.org/10.1002/cctc.201290016

 

 

https://doi.org/10.1002/anie.202410030