Sonderforschungsbereich 546

"Struktur, Dynamik und Reaktivität von Übergangsmetalloxid-Aggregaten"


Teilprojekt A4

Allgemeine Angaben
 
   
Thema: Struktur, Schwingungsspektren und Reaktivität unterschiedlicher Vanadiumoxid-Aggregate mit Dichtefunktionalmethoden

Fachgebiete und Arbeitsrichtung: Theoretische Chemie, Quantenchemie

Leiter:
 
 
 
 
 
 
 

 

Prof. Dr. Joachim Sauer

Humboldt-Universität, Institut für Chemie
Unter den Linden 6
10099 Berlin

Sitz: Brook-Taylor-Str. 2, 12489 Berlin
Telefon: 030-2093-7134
Telefax: 030-2093-7136
E-Mail-Adresse: sek.qc@chemie.hu-berlin.de
 

Beschreibung

In den ersten beiden Antragsphasen ist es gelungen, Modelle für Vanadiumoxidstrukturen auf SiO2-Trägern aufzustellen. Gemeinsam mit TP B1 und TP B3 konnte die wichtige Frage der Zuordnung von Ramanbanden zu isolierten (monomeren) und dimeren Vanadiumoxidstrukturen auf SiO2- und Al2O3-Unterlagen geklärt werden. Die Strukturvoraussagen für Vanadiumoxidcluster in der Gasphase wurden durch IR-spektroskopische Untersuchungen im TP A3 und Ab initio-Rechnungen im TP A1 bestätigt. Als Testreaktion für Reaktivitätsunterschiede zwischen Clustern in der Gasphase, Vanadiumoxidzentren auf Trägern und kristallinen V2O5-Oberflächen wurde die Bindungsdissoziation der Vanadylgruppen betrachtet. Die Unterdrückung von Strukturrelaxationen und die elektronische Isolierung von Zentren können beobachtete Supporteffekte qualitativ erklären. In der nächsten Antragsphase wird der Schwerpunkt der quantenchemischen Arbeiten auf der Untersuchung katalytischer Elementarschritte liegen, wobei wieder Gasphasencluster (siehe A2 und A3) mit V2O5-Partikeln auf Trägern und kristallinem V2O5 verglichen werden sollen (TP B2, B3). Neben SiO2 (und Al2O3) soll ein weiteres Trägermaterial einbezogen werden, welches eine Erhöhung der katalytischen Aktivität im Vergleich zu reinem V2O5 bewirkt wie z. B. TiO2. Die Untersuchung unterschiedlicher lokaler Strukturen des Trägeroxids soll mit Hilfe des QM/MM Hybridverfahrens erfolgen. Als Reaktionen sind die Oxidation von Methanol zu Formaldehyd und die oxidative Dehydrierung von Propan zu Propen vorgesehen, für die bereits erste Ergebnisse vorliegen. Zur Vertiefung des Verständnisses der Reaktivität sind punktuell vergleichende Untersuchungen an anderen Übergangsmetalloxiden (Niob, Molybdän) geplant.
 

Publikationen

zum Seitenanfang

zurück zur TP-Übersicht

Homepage

Datenschutzerklärung