PD Dr. L. van Wüllen
Amorphe Netzwerke, Methodenentwicklung in der NMR-Spektroskopie, Kristalline Ionenleiter,
Modellsysteme für die Katalyse
Amorphe Netzwerke: Die Physikalische Chemie amorpher Materialien wie Gläser und
Keramiken bilden einen der Eckpfeiler der Forschung in der Arbeitsgruppe um Dr. van Wüllen. Diese
Materialien bieten die faszinierende Möglichkeit, bestimmte Schlüsseleigenschaften in weiten
Grenzen einstellen zu können. Langfristiges Ziel dieser Arbeiten ist eine Korrelation der
makroskopischen physikalischen und chemischen Eigenschaften mit den mikrostrukturellen Merkmalen, um
spezifische Schlüsseleigenschaften der Materialien optimieren zu können. Zur Untersuchung
werden spezielle moderne Strategien der Festkörper-NMR-Spektroskopie genutzt.
Methodenentwicklung in der NMR-Spektroskopie: Hier stehen die Methoden der XX'-Doppelresonanz
sowie der Höchsttemperatur-MAS-NMR-Spektroskopie im Vordergrund. Ziel des
Höchsttemperatur-MAS-Projekt ist es, ein robustes und im Routinebetrieb einsetzbares Verfahren zur
Aufnahme hochaufgelöster MAS-NMR-Spektren bei Temperaturen oberhalb 1200 K zu etablieren.
Kristalline Ionenleiter: Die stetig steigende Nachfrage nach Hochleistungsbatterien mit geringem
Gewicht für den Einsatz in mobilen elektronischen Geräten motiviert nach wie vor viele Studien
an Lithium-Festkörper-Ionenleitern. Grundsätzliche Vorteile gegenüber der momentan
eingesetzten Technologie finden sich vor allem in einer erhöhten Stoßresistenz, thermischen
Stabilität und Umweltverträglichkeit. Im Zentrum der Arbeiten auf diesem Gebiet stehen
kristalline Ionenleiter, in denen der Kationentransport durch eine Rotation der oft komplexen Anionen
unterstützt wird. Dabei interessiert in erster Linie die Art des Zusammenspiels zwischen
Anionenreorientierung und Kationentransport. Mit Hilfe multinuklearer Festkörper-NMR-Methoden
sowie begleitender elektrischer Leitfähigkeitsmessungen werden möglichst viele
unabhängige Informationen zur Dynamik der Kationen und Anionen in diesen Systemen
zusammengetragen, um detaillierte Aussagen über eine Korrelation dieser Bewegungsprozesse treffen zu
können.
Modellsysteme für die Katalyse: In diesen Projekten werden Modellsysteme untersucht, die
einen besseren Einblick in die Reaktionsabläufe ermöglichen sollen, wie sie in der heterogenen
Katalyse organischer Reaktionen unter Verwendung von Zeolithstrukturen als Festkörpersäuren
ablaufen. Auch wenn der globale Ablauf der Reaktionen und der Einfluß einer gegebenen
Gerüsttopologie auf deren Verlauf weitgehend bekannt sind, so sind Details der Prozesse, beispielsweise
des Methanol To Gasoline-Prozesses (MTG) Gegenstand intensiver aktueller Forschung. Bei diesem
Prozeß werden ein neutraler und ein ionischer Adsorbatkomplex, die Oberflächenmethoxygruppe
und Dimethylether als mögliche Zwischenstufen diskutiert. Unser Ansatz zur Klärung dieser
Fragen besteht darin, Modellsysteme zu untersuchen, die die möglichen Zwischenstufen während
des katalytischen Prozesses nachstellen. Die Geometrie dieser Adsorbatkomplexe wird mit modernen dipolaren
Festkörper-NMR-Methoden untersucht.
Drittmittelgeber:
Beteiligte Wissenschaftler:
Veröffentlichungen 2003:
Veröffentlichungen 2004:
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