Design multifunktioneller Katalysatoren mit hierarchischen Porensystemen

Rasterelektronen Mikrographie der äußeren Oberfläche (a) und der inneren Struktur (b) eines festen Katalysatorpartikels, die miteinander verbundene Porenstrukturen sowohl auf Nanometer- als auch Mikrometerebene zeigt.

Unsere Gruppe entwickelt feste Katalysatoren mit mehreren katalytischen Funktionalitäten, um mehrere Folgereaktionen im selben Reaktor zu bewirken. Die Entwicklung multifunktioneller Katalysatoren trägt zu einer Prozessintensivierung bei, indem die Abtrennung von Zwischenprodukten und Aufreinigungschritten vermieden werden. Weiterhin ermöglicht es einzigartige katalytische Leistungen durch das Umgehen von thermodynamischen und/oder kinetischen Limitierungen, was separierten katalytischen Schritten anhaften kann. Neben der Art, der intrinsischen Aktivität und deren Verhältnis besteht zusätzlich die Herausforderung die Stofftransportgeschwindigkeit zwischen den koexistierenden katalytischen Funktionalitäten abzustimmen. Unser Interesse besteht darin die katalytischen Auswirkungen der räumlichen Anordnung verschiedener katalytischer Funktionalitäten zueinander, innerhalb eines Katalysatorkorns, zu verstehen, sowie die Eigenschaften des porösen Netzwerks, das die beiden Funktionalitäten verbindet. Insbesondere gilt das für Materialien, in denen sich die Porosität über verschiedene Längenskalen erstreckt, wie in der Abbildung dargestellt. Es wird erwartet, dass derartiges Wissen nützlich ist, um eine neue Grundlage zur Optimierung von globaler Reaktionsrate und Selektivität zu erreichen.

Zur Redakteursansicht