Winzige Goldpartikel rücken in den Fokus

Nach sechs Jahren intensiver Arbeit präsentierten die Wissenschaftler des Sonderforschungsbereichs 558 der RUB „Metall-Substrat-Wechselwirkungen in der heterogenen Katalyse“ den Gutachtern überzeugende Ergebnisse: Der SFB geht jetzt in die dritte Förderperiode und wird sogar in größerem Umfang gefördert als bisher. Die Deutsche Forschungsgemeinschaft bewilligte 4,3 Millionen Euro für die nächsten drei Jahre. Gegenstand der Studien des SFB sind Katalysatoren, die aus nanometergroßen Metallpartikeln auf geeigneten Trägern (Substrat) bestehen. Das Substrat aktiviert die Metallteilchen. Den Forschern geht es darum, die Natur dieser Aktivierung zu ergründen und die katalytischen Eigenschaften verschiedener Chemikalien zu optimieren.

Die Kunst, die richtige Größe zu wählen

Bei einem heterogenen Katalysator erfolgt die Reaktion der gasförmigen oder flüssigen Ausgangsstoffe an der Oberfläche bzw. an kleinen Metallpartikeln, die auf der Oberfläche des Trägermaterials verankert sind. „Ein Autofahrern vertrautes Beispiel ist der Abgaskatalysator, der im Pkw für die Reduktion von Schadstoffen sorgt“, erläutert Prof. Dr. Christof Wöll (Lehrstuhl für Physikalische Chemie I), Sprecher des SFB. Bei der Herstellung der Katalysatoren besteht die Kunst darin, genau die richtige Größe von Metallpartikeln einzustellen. „Zu große Metallpartikel sind nicht ausreichend aktiv. Werden die Metallpartikel zu klein, stellen sich häufig unerwünschte, zum Teil noch nicht verstandene Zusatzeffekte ein“, erklärt Prof. Wöll. Eine der Hauptaufgaben der Forscher im SFB ist es, herauszufinden, um welche Effekte es sich dabei handelt.

Goldpartikel entwickeln spektakuläre Aktivität

In der nächsten Förderperiode werden sich die Forscher vor allem der genauen Charakterisierung der Wechselwirkung dieser kleinen Metallpartikel mit der Unterlage widmen. Im Vordergrund stehen dabei kleine Kupferpartikel auf Zink-Oxid-Substraten sowie kleine Goldpartikel auf Titandioxid-Substraten. Letzteres ist im Moment von sehr großem Interesse: Das Edelmetall Gold entfaltet eine spektakuläre chemische Aktivität, wenn die Größe der Teilchen auf den Nanometerbereich reduziert wird. Fortgesetzt werden soll die Zusammenarbeit des SFB 558 mit verschiedenen Industrieunternehmen im Rahmen des dem SFB angegliederten Transferbereichs.

Weitere Informationen

Prof. Dr. Christof Wöll, Lehrstuhl für Physikalische Chemie I, Fakultät für Chemie der Ruhr-Universität Bochum, 44780 Bochum, NC 5/74 Tel. 0234/32-25529, Fax: 0234/32-14182, E-Mail: woell@pc.rub.de