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Heterogene Katalyse

Die Arbeit der Gruppe konzentriert sich auf die Synthese und Charakterisierung von anorganischen Materialien und richtet hierbei den Fokus auf die heterogene Katalyse. Besonders wichtig sind dabei Materialien mit hohen Oberflächen und einer kontrollierbaren Porosität und nanostrukturierte Katalysatoren.  Die untersuchten Reaktionen beinhalten Modellreaktionen, wie CO Oxidation und energierelevante Umsetzungen, wie z. B. die Aktivierung von Methan, die Umwandlung von Biomasse, die Zersetzung von Ammoniak und das Katalysespeichern von Wasserstoff.  Diese Forschung wird betrieben mittels Untersuchungen an den Grundprozessen zur Herstellung von Feststoffen.

Ferdi Schüth

Prof. Dr. Ferdi Schüth

Vita Preise Publikationen Funktionen
Seit 1998
Direktor am Max-Planck-Institut für Kohlenforschung
1995–1998
Professor am Lehrstuhl für Anorganische Chemie an der "Johann Wolfgang Goethe-Universität", Frankfurt
1995
Habilitation an der "Johannes-Gutenberg-Universität" in Mainz, (K. Unger)
1993
Wissenschaftlicher Assistent an der "University of California", Santa Barbara, USA (G. D. Stucky)
1989–1995
Wissenschftlicher Assistent an der "Johannes-Gutenberg-Universität" in Mainz, (K. Unger)
1989
Erstes Staatsexamen der Rechtswissenschaften
1989
Postdoctorand an der Universität von Minnesota, Minneapolis, USA, (L. D. Schmidt)
1988
Promotion an der Westfälischen Wilhelms-Universität in Münster (E. Wicke)
1960
Geboren in Allagen, jetzt Warstein, Deutschland
2011
Hamburger Wissenschaftspreis
2011
Wöhler-Preis für ressourcenschonende Prozesse
2011
Ruhrpreis für Wissenschaft und Kunst
2010
Nominiert für den Deutschen Zukunftspreis
2010
Wahl zum Mitglied der Nordrhein-Westfälischen Akademie der Wissenschaften und der Künste
2010
Heisenberg-Medaille der Alexander von Humboldt-Stiftung
2009
European Research Council Advanced Grant
2009
Gastprofessur an der Unisersität Beijing
2008
Wahl zum Mitglied der Nationalen Akademie der Wissenschaften Leopoldina
2007
Honorarprofessur an der Technischen Universität von Dalian, China
2003
Gottfried Wilhelm Leibniz-Preis der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG)
2002
Wahl zum MItglied der acatech (Deutsche Akademie der Technikwissenschaften)
2001
Preis des Stifterverbandes der Deutschen Wissenschaft
1992–1994
Habilitationsstipendium der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG)
1991
Boehringer-Ingelheim Preis
since 1990
Regelmäßige Unterstützung durch die Fonds der Chemischen Industrie
1989
Promotionspreis der Westfälischen Wilhelms-Universität Münster
1979–1984
Stipendium des Cusanuswerks
seit 2012
Vorsitzender des Wissenschaftlichen Rats der Max-Planck-Gesellschaft
2012
Jurymitglied des Deutschen Zukunftspreises
seit 2011
Mitglied des Kuratoriums der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung
seit 2010
Mitglied des Kuratoriums der Forschungs- und Wissenschaftsstiftung Hamburg
seit 2010
Mitglied des Hochschulrats der Universität Oldenburg
seit 2009
Vize-Präsident der Dechema
seit 2009
Stellv. Vorsitzender des Wissenschaftilchen Rats der Max-Planck-Gesellschaft
2008 - 2011
Mitglied des Gründungsaufsichtsrats des Karlsruher Instituts für Technologie
seit 2007
Vize-Präsident der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG)
seit 2007
Mitglied des Hochschulrates der Universität Duisburg-Essen
seit 2007
Mitglied des redaktionellen Beirats von "Advances in Catalysis"
seit 2006
Mitglied des redaktionellen Beirats von "Chemistry - An Asian Journal"
seit 2006
Herausgeber von "Chemistry of Materials"
seit 2005
Mitglied des redaktionellen Beirats von "Chemical Engineering & Technology"
seit 2005
Vorsitzender des Finanzausschusses "Life Science, Materials and Energy" des deutschen High-Tech Fund
seit 2004
Mitglied der Wissenschaftskommission des Bundeslandes Niedersachsen
seit 2004
Vorsitzender des Forschungsausschusses "Chemical Reaction Engineering" der Dechema
seit 2004
Vorstandsmitglied der Gesellschaft Deutscher Chemiker
seit 2004
Mitglied des redaktionellen Beirats von "Chemical Communications"
seit 2003
Mitglied der internationalen Expertenkommission des Elitenetzwerks Bayern
seit 2003
MItglied des redaktionellen Beirats von "QSAR-Combinatorial Science"
seit 2003
Vorsitzender des Auswahlkommittees des Humboldt-Preises
2003–2007
Mitglied der Senatorenkommission der DFG für SFB
2003–2005
Direktor am Max-Planck-Institut für Kohlenforschung
2002–2007
Mitglied des Auswahlkommittees des Heinz Maier-Leibnitz-Preises
seit 2002
Mitgiled des IMMA-Rates
2001–2006
Mitglied des redaktionellen Beirats von "Chemistry of Materials"
2001–2007
Mitglied des IZA-Rates
seit 2001
Vorsitzender der IZA Kommission für mesoporöse Materialien
seit 2000
Mitglied des Auswahlkommittees des Humboldt-Preises
seit 2000
Vorstandsmitglied der Dechema
1999–2005
Mitglied des Kuratoriums "Nachrichten aus der Chemie"
seit 1999
Gründer, Vorstandsvorsitzender und Vorsitzender des wissenschaftlichen Rates der hte AG
1998–2005
Vorsitzender des Dechema Fachausschusses "Zeolithe"
seit 1998
Mitglied des redaktionellen Beirats von "Advanced Materials"
seit 1996
Mitglied des redaktionellen Beirats von "Microporous Materials"
1996–2002
Mitglied des Arbeitsausschusses "Mikroreaktionstechnik" der Dechema
1995–2005
Mitglied des Arbeitsausschusses "Zeolithe" der Dechema
1995–2001
Koordinator des DFG-Schwerpunktprogramms "Nanoporous Crystals"
1995–1997
Direktor des Instituts für anorganische Chemie der Universität Frankfurt
seit 1994
Mitglied des Arbeitsausschusses "Heterogene Katalyse" der Dechema
2013

381. I. H. Lim; W. Schrader; F. Schueth:
The formation of zeolites from solution - Analysis by mass spectrometry
Microporous Mesoporous Mater. 166, 20-36 (2013)

382. J. Hilgert, N. Meine, R. Rinaldi, F. Schüth:
Mechanocatalytic depolymerization of cellulose combined with hydrogenolysis as a highly efficient pathway to sugar alcohols
Energy Environ. Sci. 6, 92-96 (2013)

383. F. Schüth:
Energy Storage Strategies
In: R. Schlögl (Ed), Chemical Energy Storage, 35-48, De Gruyter, Berlin/Boston (2013)

384. H. Tüysüz, F. Schüth:
Ordered Mesoporous Materials as Catalysts
Adv. Catal 55, 129-239 (2013)

385. W. Zheng, T. P. Cotter, P. Kaghazchi, T. Jacob, B. Frank, K. Schlichte, W. Zhang, D.S. Su, F. Schüth, R. Schlögl:
Experimental and Theoretical Investigation of Molybdenum Carbide and Nitride as Catalysts for Ammonia Decomposition
J. Am. Chem. Soc. 135, 3458-3464 (2013)

386. F. Richter, K. Pupovac, R. Palkovits, F. Schüth:
Set of Acidic Resin Catalysts To Correlate Structure and Reactivity in Fructose Conversion to 5-Hydroxymethylfurfural
ACS Catal. 3, 123-127 (2013)

387. M. Soorholtz, R. J. White, T. Zimmermann, M.M. Titirici, M. Antonietti, R. Palkovits, F. Schüth:
Direct methane oxidation over Pt-modified nitrogen-doped carbons
Chem. Commun. 49, 240-242 (2013)
 

2012

367. F. Schüth:
Chemistry of Materials – Your Journal for High Science
Chem. Mater. 24, 1-2 (2012)

368. H. Kaper, A. Grandjean, C. Weidenthaler, F. Schüth, F. Goettmann:
Surface Diels-Alder Reactions as an Effective Method to Synthesize Functional Carbon Materials
Chem.--Eur. J. 18, 4099-4106 (2012)

369. A. Pommerin, A. Wosylus, M. Felderhoff, F. Schüth, C. Weidenthaler:
Synthesis, Crystal Structures, and Hydrogen-Storage Properties of Eu(AlH4)2 and Sr(AlH4)2 and of Their Decomposition Intermediates, EuAlH5 and SrAlH5
Inorg. Chem. 51, 4143-4150 (2012)

370. H. Tüysüz, C. Weidenthaler, F. Schüth, F.
A Strategy for the Synthesis of Mesostructured Metal Oxides with Lower Oxidation States
Chem.--Eur. J. 18, 5080-5086 (2012)

371. F. Schüth, R. Palkovits, R. Schloegl, D.S. Su:
Ammonia as a possible element in an energy infrastructure: catalysts for ammonia decomposition
Energy & Environ. Sci. 5, 6278-6289 (2012)

372. J.C. Meier, C. Galeano, I. Katsounaros, A.A. Topalov, A. Kostka, F. Schüth, K.J.J. Mayrhofer:
Degradation Mechanisms of Pt/C Fuel Cell Catalysts under Simulated Start-Stop Conditions
ACS Catal. 2, 832-843 (2012)

373. N. Meine, R. Rinaldi, F. Schüth:
Solvent-Free Catalytic Depolymerization of Cellulose to Water-Soluble Oligosaccharides
ChemSusChem 8, 1449 - 1454 (2012)

374. H. Tüysüz, E. Salabas, E. Bill, H. Bongard, B. Spliethoff, C.W. Lehmann, F. Schüth:
Synthesis of Hard Magnetic Ordered Mesoporous Co3O4/CoFe2O4 Nanocomposites
Chem. Mater. 24, 2493-2500 (2012)

375. R. Guettel, M. Paul, C. Galeano, F. Schüth:
Au((atsign))ZrO2 yolk-shell catalysts for CO oxidation: Study of particle size effect by ex-post size control of Au cores
J. Catal. 289, 100-104 (2012)

376. H. Bongard, H. Jiang, W. Schmidt, F. Schüth:
One-pot synthesis of mesoporous Cu-y-Al2O3 as bifunctional catalyst for direct dimethyl ether snythesis
Microporous Mesoporous Mater. 164, 3-8 (2012)   

377. A. Pandey Dangwal, C. Jia, W. Schmidt, L. Matteo, M. Schwickardi, F. Schüth, C. Weidenthaler:
Size-Controlled Synthesis and Microstructure Investigation of Co3O4 Nanoparticles for Low-Temperature CO Oxidation 
J. Phys. Chem. C 116, 19405-19412 (2012)

378. J. C. Meier, I. Katsounaros, C. Galeano, H. Bongard, A. A. Topalov, A. Kostka, A. Karschin, F. Schüth, Karl J. J. Mayrhofer:
Stability investigations of electrocatalysts on the nanoscale 
Energy Environ. Sci. 5, 9319-9330 (2012)

379. H. Tüysüz, C. Weidenthaler, T. Grewe, E. Salabas, M. Benitez-Romero, F. Schüth:
A crystal structure analysis and magnetic investigation on highly ordered mesoporous Cr2O3
Inorg. Chem. 51, 11745-11752 (2012)

380. C. Galeano, J. C. Meier, V. Peinecke, H.–J. Bongard, I. Katsounaros, A. A. Topalov, A.–H. Lu, K. J. J. Mayrhofer, F. Schüth.
Toward highly stable electrocatalysts via nanoparticle pore confinement.
J. Am. Chem. Soc. 134, 20457-20465 (2012)

2011

350. T. Onfroy, W.-C.Li, F. Schüth, H. Knözinger:
The Role of the Synthesis Method in the Structure Formation of Cobalt Aluminate
Top. Catal. 54, 390-397 (2011)

351. F. Schüth:
Chemical Compounds for Energy Storage
Chem. Ing. Tech. 83, 1984-1993 (2011)

352. C.J. Jia, F. Schüth:
Colloidal metal nanoparticles as a component of designed catalyst
Phys. Chem. Chem. Phys. 13, 2457-2487 (2011)

353. M Benitez, O. Petracic, H. Tüysüz, F. Schüth, H. Zabel:
Fingerprinting the magnetic behavior of antiferromagnetic nanostructures using remanent magnetization curves
Phys. Rev. B 83, 134424-134424 (2011)

354. R. Güttel, M. Paul, F. Schüth:
Activity improvement of gold yolk-shell catalysts for CO oxidation by doping with TiO2
Catal. Sci. Technol. 1, 65-68 (2011)

355. H. Shao, M. Felderhoff, F. Schüth, C. Weidenthaler
Nanostructured Ti-catalyzed MgH2 for hydrogen storage
Nanotechnol. 22, 235401/1-235401/7 (2011)

356. G.H. Wang, W.C. Li, K.-M. Jia, A.H. Lu, M. Feyen, B. Spliethoff, F. Schüth:
A facile synthesis of shape- and size-controlled α-Fe203 nanoparticles through hydrothermal method
NANO 6, 469-479 (2011)

357. S. Asahina, S. Uno, M. Suga, S. M. Stevens, M. Klingstedt, Y. Okano, M. Kudo, F. Schüth, M.  Anderson, T. Adschiri:
A new HRSEM approach to observe fine structures of novel nanostructured materials
Microporous Mesoporous Mater. 146, 11-17 (2011)

358. F. Schüth:
Catalysis research - where does the path lead?
Prax. Naturwiss., Chem. Sch. 60, 8-13 (2011)

359. F. Schüth:
Controlled nanostructures for applications in catalysis
Phys. Chem. Chem. Phys. 13, 2447-2448 (2011)

360. M. Feyen, C. Weidenthaler, R. Guettel, K. Schlichte, U. Holle, A.H. Lu, F. Schüth:
High-Temperature Stable, Iron-Based Core-Shell Catalysts for Ammonia Decomposition
Chem.-- Eur. J. 17, 598-605, (2011)

361. T. Onfroy, W.C. Li, F. Schüth, H. Knoezinger:
The role of the synthesis method in the structure formation of cobalt aluminate
Top. Catal. 54, 390-397 (2011)

362. C. Galeano, R. Guettel, P. Michael, P. Arnal, A.H. Lu, F. Schüth:
Yolk-Shell Gold Nanoparticles as Model Materials for Support-Effect Studies in Heterogeneous Catalysis: Au, @C and Au, @ZrO2 for CO Oxidation as an Example
Chem.-- Eur. J. 17, 8434-8439, (2011)

363. D. Bathen, J. Burfeind, M. Felderhoff, K. Hausschild, C. Hesske, S. Peil, F. Schüth, R. Urbanczyk:
HAT-PEM Fuel Cell System with Integrated Compex Metal Hydride Storage Tank
Fuel Cells 11, 911-920 (2011)

364. H.J. Bongard, G.P. Hao, W.C. Li, A.H. Lu, D. Qian, F. Schüth, A.Q. Wang, G.H. Wang, W.P. Zhang, T. Zhang:
Structurally Designed Synthesis of Mechanically Stable Poly(benzoxazine-co-resol)-Based Porous Carbon Monoliths and Their Application as High-Performance CO2 Capture Sorbents
J. Am. Chem. Soc. 133, 11378-11388 (2011)

365. C.J. Jia, S. Korhonen, W. Schmidt, F. Schüth, M. Schwickardi, B. Weckhuysen, M. Bert, C. Weidenthaler:
Co3O4-SiO2 Nanocomposite: a Very Active Catalyst for CO Oxidation with Unusual Catalytic Behaviour
J. Am. Chem. Soc. 133, 11279-11288 (2011)

366. M. J. Benitez, O. Petracic, F. Schüth, H. Tüysüz, H. Zabel:
Fingerprinting the magnetic behavior of antiferromagnetic nanostructures using remanent magnetization curves
Phys. Rev. B: Condensed Matter and Materials Physics 83, 134424-134424 (2011)

 

2010

326. D. Gu, H. Bongard, Y.H. Deng, D. Feng, Z.X. Wu, Y. Fang, J.J. Mao, B. Tu, F. Schüth, D.Y. Zhao:
Aqueous Emulsion Route to Synthesize Mesoporous Carbon Vesicles and Their Nanocomposites
Adv. Mater. 22, 833-837 (2010)
 
327. R. Palkovits, C. von Malotki, M. Baumgarten, K. Müllen, C. Baltes, M. Antonietti, P. Kuhn, J. Weber, A. Thomas, F. Schüth:
Development of molecular and solid catalysts for the direct low-temperature oxidation of methane to methanol
ChemSusChem 3, 277-282 (2010)

328. C.J. Jia, Y. Liu, W. Schmidt, A.H. Lu, F. Schüth:
Small Sized HZSM-5 Zeolite as Highly Active Catalyst for Gas Phase Dehydration of Glycerol to Acrolein
J. Catal. 269, 71-79 (2010)
 
329. Y. Liu, H. Tüysüz, C.-J. Jia, M. Schwickardi, R. Rinaldi, A.-H. Lu, W. Schmidt, F. Schüth:
From glycerol to allylalcohol: Iron oxide catalyzed dehydration and consecutive hydrogen transfer
Chem. Commun. 46, 1238-1240 (2010)

330. R. Güttel, M. Paul, F. Schüth:
Ex-post Size Control of High-Temperature-Stable Yolk-Shell Au, @ZrO2 Catalysts
Chem. Commun. 46, 895-897 (2010).

331. C.J. Jia, L. Yong, H. Bongard, F. Schüth
Very low temperature CO oxidation over colloidally deposited gold nanoparticles on Mg(OH)2 and MgO
J. Am. Chem. Soc. 132, 2010-2012 (2010)

332. A. B. Laursen, K. T. Højholt, S.B. Simonsen, L. F. Lundegaard, S. Helveg, F. Schüth, M. Paul, J.-D. Grunwaldt, C.H. Christensen, K. Egeblad:
Substrate Size-Selective Catalysis with Zeolite-Encapsulated Gold Nanoparticles
Angew. Chem. Int. Ed. 49, 3504-3507 (2010)

333. A.-H. Lu, W.-C. Li, G.-P. Hao, B. Spliethoff, H.-J. Bongard, B.B. Schaack, F. Schüth:
Easy Synthesis of Hollow Polymer, Carbon and Graphitized Microspheres
Angew. Chem. Int. Ed. 49, 1615-1618 (2010)

334. W. Schmidt, P. Bussian, M. Lindén, H. Amenitsch, P. Agren, M. Tiemann, F. Schüth:
Accessing ultrashort reaction times in particle formation with SAXS experiments: ZnS precipitation on the microsecond time scale
J. Am. Chem. Soc. 132, 6822-6826 (2010)

335. M. Feyen, C. Weidenthaler, A.H. Lu, F. Schüth
Regioselectively controlled synthesis of colloidal mushroom nanostructures and their hollow derivatives
J. Am. Chem. Soc. 132, 6791-6799 (2010)

336. Y. Liu, C.J. Jia, J. Yamasaki, O. Terasaki, F. Schüth:
Highly Active Iron Oxide Supported Gold Catalysts for CO Oxidation: How Small Must the Gold Nanoparticles Be?
Angew. Chem. Int. Ed. 49, 5771/-5771/7 (2010)

337. M. Feyen, C. Weidenthaler, F. Schüth, A.-H. Lu:
Synthesis of structurally stable colloidal composites as magnetically recyclable acid catalysts
Chem. Mater. 22, 2955-2961 (2010)

338. R. Palkovits, D. Arlt, H. Stepowska, F. Schüth:
Cross-metathesis as a versatile tool for reversible surface modifications
Microporous Mesoporous Mater. 132, 319-327 (2010)

339. F. Schüth:
Poröse Materialien im Überblick
Chem. Ing. Tech. 82, 769-777 (2010)

340. R. Rinaldi, N. Meine, J. vom Stein, R. Palkovits, F. Schüth
Which controls the depolymerization of cellulose in ionic liquids: the solid acid catalyst or cellulose?
ChemSusChem 3, 266-276 (2010)

341. W.Q. Zheng, J. Zhang, B. Zhu, R. Blume, Y.L. Zhang, K. Schlichte, R. Schlögl, F. Schüth, D.S. Su:
Structure-Function Correlations for Ru/CNT in the Catalytic Decomposition of Ammonia
ChemSusChem 3, 226-230 (2010)

342. A. Pommerin, C. Weidenthaler, F. Schüth, M. Felderhoff:
Direct synthesis of pure complex aluminum hydrides by cryomilling
Scripta Materialia 62, 576-578 (2010)

343. R. Rinaldi, P. Engel, J. Büchs, A.C. Spiess, F. Schüth:
An Integrated Catalytic Approach to the Complete Hydrolysis of Cellulose to Fermentable Sugars
ChemSusChem 3, 1151-1153 (2010)

344. D. Gu, H. Bongard, Y. Meng, O. Terasaki, F. Zhang, Y. Deng, Z. Wu,  D. Feng, Y. Fang, B. Tu,  F. Schüth, D.Y. Zhao:
Growth of Single-Crystal Mesoporous Carbons with Im3m Symmetry
Chem. Mater. 22, 4828-4833 (2010)

345. C.J. Jia, L. Yong, M. Schwickardi, C. Weidenthaler, B. Spliethoff, W. Schmidt, F. Schüth:
Small Gold Particles Supported on MgFe2O4 nanocrystals as novel catalyst for CO Oxidation
Appl. Catal. A.- General 386, 94-100 (2010)

346. A. Dangwal-Pandey, R. Güttel, M. Leoni, F. Schüth, C. Weidenthaler:
Influence of the Microstructure of Gold-Zirconia Yolk-Shell Catalysts on the CO-Oxidation Activity
J. Phys. Chem. C 114, 19386-19394 (2010)

347. A.H. Lu, J.J. Nitz, M. Comotti, C. Weidenthaler, K. Schlichte, C.W. Lehmann, O. Terasaki, F. Schüth:
Spatially and Size Selective Synthesis of Fe-Based Nanoparticles on Ordered Mesoporous Supports as Highly Active and Stable Catalysts for Ammonia Decomposition
J. Am. Chem. Soc. 132, 14152-14162 (2010)

348. D. Widmann, Y. Liu, F. Schüth, R.J. Behm:
Support effects in the Au catalyzed CO oxidation: Correlation between activity, oxygen storage capacity, and support reducibility
J. Catal. 276, 292-305 (2010)

349. A. Pommerin, M. Felderhoff, F. Schüth, C. Weidenthaler:
Influence of ball milling conditions on the preparation of rare earth aluminum hydrides
Scripta Materialia 63, 1128-1131 (2010)
 

2009

301. G. Streukens, F. Schüth:
Catalytic hydrogenations of tolane and stilbene with Ti and Ce doped complex metal hydrides
J. Alloys Compd. 474, 57-60 (2009)

302. P. Lignier, M. Comotti, F. Schüth, J.L. Rousset, V. Caps:
Effect of the titania morphology on the Au/TiO2-catalyzed aerobic epoxidation of stilbene
Catal. Today 141, 355-360 (2009)

303. B. Tokay, M. Somer, A. Erdem-Sentalar, F. Schüth, R.W. Thompson:
Silicalite-I crystallization from nanoparticles: Nucleation
Microporous Mesoporous Mater. 118, 143-151 (2009)

304. R. Palkovits, W. Schmidt, Y. Ilhan, A. Erdem-Sentalar, F. Schüth:
Crosslinked TS-1 as stable catalyst for the Beckmann rearrangement of cyclohexanone oxime
Microporous Mesoporous Mater. 117, 228-232 (2009)

305. R. Pawelke, M. Felderhoff, C. Weidenthaler, B. Bogdanovic, F. Schüth:
Mechanochemical Synthesis of Ternary Potassium Transition Metal Chlorides
Zeitschr. Anorg. Allg. Chem. 635, 265-270 (2009)

306. G.H. Wang, W.-C. Li, K.-M. Jia, B. Spliethoff, F. Schüth, A.-H. Lu:
Shape controlled -Fe2O3 single crystals as supports for gold-catalysts: Synthesis and influence of support shape on catalytic performance
Appl. Catal. A: General 364, 42-47 (2009)

307. X. Xia, J. Strunk, W. Busser, M. Comotti, F. Schüth, M. Muhler:
The thermodynamics and kinetics of the adsorption of carbon monoxide on supported gold catalysts probed by static adsorption microcalorimetry: the role of the support
J. Phys. Chem. C 113, 9328-9335 (2009) 

308. P. Branton, A.H. Lu, F. Schüth:
The effect of carbon pore structure on the adsorption of cigarette smoke vapour phase compounds
Carbon 47, 1005-1011 (2009)

309. R. Palkovits, D. Arlt, H. Stepowska, F. Schüth:
Reversible immobilization of a molecular catalyst and challenges of catalyst characterization
Chem. Eur. J. 15, 9183-9190 (2009)

310. T. Onfroy, W.-C. Li, F. Schüth, H. Knözinger:
Surface chemistry of carbon templated mesoporous aluminas
Phys. Chem. Chem. Phys. 11, 3671-3679 (2009)

311. U. Eberle, M. Felderhoff, F. Schüth:
Chemical Solutions for Hydrogen Storage
Angew. Chem. Int. Ed. 48, 6608-6630 (2009)

312. H. Tüysüz, J.L. Galilea, F. Schüth:
Highly diluted copper in a silica matrix as active catalyst for propylene oxidation to acrolein
Catal. Lett. 131, 39-43 (2009)

313. F. Schüth:
Challenges in Hydrogen Storage
Eur. Phys. J.: Spec. Top 176, 155-166 (2009)

314. R. Rinaldi, F. Schüth:
Design of Solid Catalysts for the Conversion of Biomass
Energy Environ. Sci. 2, 610-626 (2009)

315. M.J. Benitez, O. Petracic, H. Tüysüz, F. Schüth, H. Zabel:
Decoupling of magnetic core and shell contributions in antiferromagnetic Co3O4 nanostructures
Eur. Phys. Lett. 88, 270004/1-270004/6 (2009)

316. B.B. Schaack, W. Schrader, F. Schüth:
How are Heteroelements (Ga and Ge) Incorporated in Silicate Oligomers?
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Forschungsthemen

Hochdurchsatzverfahren in der Katalyse
Hochdurchsatzverfahren in der Katalyse

Hochdurchsatzverfahren in der Katalyse

Ende der 90er Jahre wurden Hochdurchsatzverfahren in der heterogenen Katalyse eingeführt. Diese Entwicklung wurde ausgelöst durch ähnliche Techniken, die in der pharamzeutischen Industrie angewandt werden. Eine charakteristische Eigenschaft dieses Verfahrens ist die massive Parallisierung von zeitintensiven Prozessschritten. Unsere Arbeitsgruppe arbeitet an der Entwicklung von Testmethoden mit hohem Durchsatz für die heterogene Katalyse. Ein Großteil der katalytischen Versuchsaufbauten unserer Gruppe ist bereits parallisiert.  Während ursprünglich die Entwicklung von experimentellen Techniken im Fokus unserer Arbeit stand, wird dieser Bereich der Forschung nun von einer ausgegründeten Firma übernommen (www.hte-company.de), die industrielle Lösungen für Hochdurchsatzprobleme liefert. Die Gruppe ist allerdings immer noch in der Entwicklung spezieller Techniken und von Methoden der künstlichen Intelligenz aktiv, mit der die Suche nach neuen Katalysatorsystemen unterstützt wird.

Nanostrukturierte Katalysatoren
Nanostrukturierte Katalysatoren

Nanostrukturierte Katalysatoren

Feste Katalysatoren sind oft auf der Nanometerskala strukturiert. Es gibt verschiedene Methoden um eine solche Nanostrukturierung zu erreichen, u. a. werden unterschiedliche Tamplateverfahren genutzt. Die Kombination aus Trägermaterialien mit hoher Oberfläche und vorgeformten Nanopartikeln ermöglicht einen hoch flexiblen Zugang zu nanostrukturierten Katalysatoren. Wir benutzen zahlreiche unterschiedliche Nanopartikel, um hoch aktive geträgerte Katalysatoren herzustellen, z. B. für die CO Oxidation bei sehr niedriger Temperatur. Ausgeklügelte Prozesse werden für die Herstellung von Kernschalesystemen genutzt, in deren Hohlräume einzelne Metalle eingeschlossen werden. Auf diese Weise sind die Nanopartikel wirksam von einander isoliert und sintern wird verhindert.

Aufbau meso- und microporöser Festkörper
Aufbau meso- und microporöser Festkörper

Aufbau meso- und microporöser Festkörper

Mesoporöse Festkörper haben Poren mit Durchmessern zwischen 2 und 50 nm, mikroporöse Materialen Poren unter 2 nm. Zahlreiche verschiedene mikro- und mesoporöser Festkörper sind bekannt, wie z. B. Kieselgel oder Aktivkohle. Die Arbeiten der Gruppe auf diesem Gebiet beschäftigen sich vornehmlich mit der Herstellung von mikro- und mesoporösen Materialien mit einem geordneten Porensystem. Zur Herstellung solcher Materialien werden zwei verschiedene Prozesse angewandt: auf der einen Seite können die Materialen durch sogenannte Template strukturiert werden. Dabei handelt es sich um  Moleküle, wie etwa bei der Zeolitsynthese oder nur geordnete Anordnungen von Molekülen in Form von Flüssigkristallen. Auf der anderen Seite ist die Strukturierung durch das sogenannte "Nanocasting" möglich. Hierbei handelt es sich um vorgeformte Porensysteme, die als eine Art Gussform für ein anderes Material dienen. Dieses Verfahren ähnelt einem Gussprozess auf der Makroskala. 

Keimbildung und Kristallwachstum
Keimbildung und Kristallwachstum

Keimbildung und Kristallwachstum

Die ersten Schritte bei der Bildung eines Festkörpers aus einer Lösung sind sehr schwer zu untersuchen und die "Geburt" eines Festkörperpartikels, dem Nukleus, ist kaum zu fassen.  Andererseits hat die Bildung des Keims große Auswirkungen auf die Eigenschaften der Partikel, die letztendlich als Resultat eines Fällungsprozesses entstehen. Da lösungsbasierte Herstellungsprozesse eine sehr wichtige Rolle bei der Herstellung von Festkörperkatalysatoren spielen, widmet sich ein Teil der Arbeitsgruppe der Erforschung grundlegender Aspekte der Keimbildung. Eine vielseitige Methode für diese Art von Studien ist die Massenspektometrie. ESI Massenspektrometrie-Techniken wurden entwickelt, um Einblicke in die Prozesse bei der Herstellung von Zeolithen aus Lösungen zu erhalten. Es wurde herausgefunden, dass unmittelbar vor der Festkörperbildung die strukturellen Elemente des Zeoliths bereits in der Lösung vorhanden sind. Diese Techniken werden nun auf andere Systeme ausgeweitet.

Materialien zur Speicherung von Wasserstoff
Materialien zur Speicherung von Wasserstoff

Materialien zur Speicherung von Wasserstoff

Die Speicherung von Wasserstoff ist eines der Hauptprobleme bei der Implementierung einer Wasserstoffenergiewirtschaft. Festkörperhydride sind mögliche Alternativen zur Druck- bzw. Flüssigspeicherung von Wasserstoff. Nachdem die Entwicklung von mit Titanium angereicherten NaAlH4 so weit fortgeschritten ist, dass die Geschwindigkeit der Be- und Entladung dieses reversiblen Hydrids für die technische Anwendung ausreicht, wird die Arbeit nun auf die Herstellung anderer potentieller Speichermaterialien mit größeren Kapazitäten ausgeweitet. Da es eine Vielzahl komplexer Hydride gibt, die hierfür grundsätzlich in Frage kämen, wurde ein Forschungsprogramm aufgelegt, um nach solchen Materialien zu suchen. Die Möglichkeiten der Gruppe umfassen die Synthese bei Hochdruck (bis zu 1.000 bar) und tiefen Temperaturen, verschiedene Systeme zur mechanischen Aktivierung sowie umfassende in-situ Möglichkeiten für die Untersuchung von Hydrierungs- und Dehydrierungsreaktionen. 

Konversion von Biomasse
Konversion von Biomasse

Konversion von Biomasse

Aufgrund der erwarteten Erschöpfung fossiler Brennstoffe, benötigen wir Alternativen, um unsere Geschellschaft mit Kraftstoffen und unsere Chemieindustrie mit Rohstoffen zu versorgen. Es gibt verschiedene Arten von Biomasse, die hierfür geeignet sind, aber Lignocellulose ist die bevorzugte, da es hier keine Konkurrenz zu Nahrungs- und Futtermitteln gibt. Die Arbeit in der Gruppe konzentriert sich auf die Depolymerisation von Cellulose und die weitere Konversion der daraus entstehenden Zucker. Poröse funktionalisierte Polymere stehen im Fokus der Katalysatorenentwicklung, da sie aufgrund ihrer Vielseitigkeit einfach an die Bedingungen angepasst werden können, die bei der Umsetzung von Biomasse vornehmlich in wässriger Lösung auftreten.

 

Forschungsberichte

 

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