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Forschungsprojekte / Research Projects

Katalyse I (Arbeitsgruppe Prof. Papp)
Catalysis I (Group Prof. Papp)

Prof. Dr. H. Papp, Dr. T. Grzybek, Dr. J. Klinik (AGH, Krakau, Polen)

Die selektive katalytische Reduktion (SCR) von NO_x mit NH₃ wird an Übergangsmetalloxiden (Mn₂O₃, Fe₂O₃) auf modifizierten Mordeniten als Träger untersucht. Ziel ist es, einen bei niedrigen Temperaturen (100-200 C) hochaktiven und selektiven Katalysator für stationäre NO-Quellen zu entwickeln. Die Aktivität und Selektivität der Katalysatoren ist sowohl von der Vorbehandlung der Träger, der Art der Übergangsmetalloxide, der Dispersion als auch der aufgebrachten Menge abhängig. Eine umfangreiche Charakterisierung der Festkörper zeigt Zusammenhänge zwischen katalytischem Verhalten und Volumen- bzw. Oberflächeneigenschaften.

Weiterführung: ja

Finanzierung: Haushaltfinanzierte Forschung und Drittmittel (BMBF: WTZ mit Polen)

Oberflächenanalytische Untersuchungen von VPO-Katalysatoren
Surface analysis of VPO catalysts

Prof. Dr. H. Papp

VPO-Katalysatoren werden technisch zur partiellen Oxidation von Kohlenwasserstoffen eingesetzt (z.B. Butan zu Maleinsäureanhydrid). Die V/P-Oberflächenverhältnisse variieren mit der Vorbehandlung der Katalysatoren und haben einen entscheidenden Einfluss auf die katalytischen Eigenschaften. Dieses V/P-Oberflächenverhältnis wird mit XPS und ISS untersucht.

Weiterführung: ja

Finanzierung: Drittmittel (BMBF: Katalyseprogramm)

Untersuchungen von Elementarschritten der heterogenen Katalyse - Aufklärung des Reaktionsmechanismus der n-Buten-Isomerisierung an Ferrierit und ähnlichen Zeolithen
Investigation of elementary steps of heterogeneous catalytic reactions - Elucidation of the reaction mechanism of n-butene isomerization on Ferrierit and similar zeolites

Prof. Dr. H. Papp, DC E. Reuter, DC D. Rutenbeck, DI P. Ivanov, DC A. Loubentsov, DC B. Pohl

Der Mechanismus der Isomerisierung von n-Buten zu i-Buten an Zeolithen wird widersprüchlich diskutiert. Ergebnisse zeigen, dass an Ferrierit hauptsächlich ein monomolekularer Mechanismus abläuft, während an ZSM-5-Zeolithen je nach Temperatur und/oder Säurezentrenzahl im bi- bzw. monomolekularer Mechanismus vorherrscht.

Weiterführung: ja

Finanzierung: Haushaltfinanzierte Forschung und Drittmittel (SFB 294 und DFG-GK "Physikalische Chemie der Grenzflächen")

Untersuchungen zur Entwicklung langzeitstabiler Katalysatoren für die Isomerisierung von C₄-Kohlenwasserstoffen
Development of stable catalysts for the isomerization of C₄ hydrocarbons

Prof. Dr. H. Papp, Dr. C. Breitkopf, DC M. Standke

Die katalytische Isomerisierung von n-Butan wird an sulfatierten ZrO₂-Katalysatoren untersucht. Die festen Supersäuren wurden umfangreich in Oberfläche und Volumen charakterisiert. Die Aktivität der n-Butan-Isomerisierung steigt mit wachsendem S-Gehalt bis zu einem Oberflächenverhältnis von S/Zr von 1. Pt-Dotierung führt in Wasserstoff zu langzeitstabilen Katalysatoren.

Weiterführung: ja

Finanzierung: Haushaltfinanzierte Forschung und Drittmittel (DFG-Sachbeihilfe)

Selektive katalytische Reduktion von NO_x mit Kohlenwasserstoffen an festen Supersäuren
Selective catalytic reduction of NO_x by hydrocarbons on solid super acids

Prof. Dr. H. Papp, Dr. F. Richter, DC V. Speer

Die selektive katalytische Reduktion von NO_x mit Kohlenwasserstoffen an dotierten sulfatierten Zirkoniumoxidkatalysatoren wird untersucht. Dotierung mit Ga-, In- bzw. Cu-Oxid führt zu stabilen und aktiven Katalysatoren.

Weiterführung: ja

Finanzierung: Drittmittel (DFG-Sachbeihilfe)

Oxidative Dehydrierung von Ethylbenzol zu Styrol
Oxidative dehydrogenation of ethylbenzene to styrene

Prof. Dr. H. Papp, DC T. Badstube, DC P. Kustrowski, Prof. Dr. R. Dziembaj (Jagiellonen Universität Krakau, Polen)

Ethylbenzol wird an Fe-Oxid/Aktivkohle-Katalysatoren mit CO₂ zu Styrol dehydriert. Die Styrol-Ausbeute entspricht der Thermodynamik. Dotierungen mit Alkalimetallsalzen führen zu höherer Aktivität.

Weiterführung: nein

Finanzierung: Haushaltfinanzierte Forschung

Einfluss von Chaotropen auf die Synthese von Molekularsieben
Influence of chaotropic substances on the synthesis of molecular sieves

Prof. Dr. H. Papp, Dr. U. Oberhagemann, DC M. Jeschke

Der Mechanismus der Synthese von Molekularsieben (ZSM-5, MCM-41) wird aufgeklärt. Dabei steht die Untersuchung der Veränderung der Wasserstruktur durch ionische, organische und tensidische Zusätze im Vordergrund. Mesoporöse VPO-Festkörper konnten hergestellt werden.

Weiterführung: ja

Finanzierung: Haushaltfinanzierte Forschung und Drittmittel (DFG-Sachbeihilfe)

Partielle Oxidation von Methan zu Synthesegas
Partial oxidation of methan to synthesis gas

Prof. Dr. H. Papp, Dr. H. Lippert, Dr. D. Rutenbeck

Als Katalysatoren für diese Reaktionen werden Edelmetall-Trägerkatalysatoren eingesetzt, die zum thermodynamischen Gleichgewichtsumsatz führen. Eine optimale Kontrolle der Temperatur soll dabei über eine sequentielle O₂-Einspeisung realisiert werden. Reaktionstechnische Simulationen sollen den Temperatur- und Konzentrationsverlauf im Reaktor beschreiben.

Weiterführung: ja

Finanzierung: Drittmittel (SMWK "CO₂-Forschergruppe")

Katalyse II (Arbeitsgruppe Prof. Wendt)
Catalysis II (Group Prof. Wendt)

Prof. Dr. G. Wendt, DC T. Zachau

Ziel der Untersuchung war die Herstellung und Charakterisierung von porösen Titaniumphosphaten für sauer katalysierte Reaktionen sowie für die partielle Oxidation. Unter Verwendung von oligomeren Metallhydroxykationen (Al, Cr) gelang die Herstellung neuartiger poröser Festkörper. Außerdem erfolgte eine Modifizierung der Phosphate durch Ionenaustausch mit VOSO₄-Lösung. Es wurden Zusammenhänge zwischen der Art der eingegebauten Kationen (Säulen) und der katalytischen Aktivität und Selektivität bei der Umsetzung von Methanol gefunden.

Weiterführung: ja

Finanzierung: Haushaltfinanzierte Forschung und Drittmittel (Studienstiftung des deutschen Volkes)

Untersuchungen von modifizierten V₂O₅-TiO₂- und V₂O₅/TiO₂-ZrO₂-Katalysatoren bei der oxidativen Dehydrierung von Propan
Studies on modified V₂O₅-TiO₂ and V₂O₅/ZiO₂-ZrO₂ catalysts for the oxidative dehydrogenation of propane

Prof. Dr. G. Wendt, DC P. Avramova

Die katalytischen Eigenschaften von V₂O₅-Katalysatoren für die oxidative Dehydrierung von Paraffinen wird durch die Dispersität der V₂O₅-Komponente und die chemische Zusammensetzung (Vanadatbildung) bestimmt. Es wurde hauptsächlich der Einfluss der Struktur der Trägeroxide untersucht. Mit TiO₂ (Anatas) wurden die besten Ergebnisse erhalten.

Weiterführung: ja

Finanzierung: Haushaltfinanzierte Forschung und Drittmittel (DFG: Graduiertenkolleg "Physikalische Chemie der Grenzflächen")

Untersuchungen zur Charakterisierung und Modifizierung von basischen Siliziumnitrid-Katalysatoren
Characterization and modification of Silicium nitride catalysts

Prof. Dr. G. Wendt, DC D. Hullmann

Durch Umsetzung von SiCl₄ mit NH₃ in der Gasphase wurden amorphe Siliziumnitride bzw. -nitridimide unterschiedlicher Zusammensetzung hergestellt. Die katalytischen Eigenschaften wurden bei der Knoevenagel-Kondensation von Malodinitril mit Benzaldehyd und (nach Aufbringen von Pt) bei der Dehydrierung von Propan und i-Butan untersucht. Es ergaben sich Zusammenhänge zwischen der Zusammensetzung (Cl-, B-, Ti-, C-Gehalt) und der katalytischen Aktivität. Die Pt/SiN-Katalysatoren sind im H₂-Strom regenerierbar.

Weiterführung: ja

Finanzierung: Haushaltfinanzierte Forschung und Drittmittel (DFG)

Untersuchungen an MnO_x/ZrO₂- und MnO_x/CeO₂-ZrO₂-Katalysatoren für die Totaloxidation von flüchtigen organischen Verbindungen
Studies on MnO_x/ZrO₂ and MnO_x/CeO₂-ZrO₂ catalysts for total oxidation of volatile organic compounds

Prof. Dr. G. Wendt, DC D. Döbber, Dr. D. Kießling

Es wurden Untersuchungen an MnO_x/ZrO₂- und und MnO_x/CeO₂-ZrO₂-Katalysatoren durchgeführt. Durch die Herstellungsmethode (Tränkung, Fällung) kann die Dispersität und die katalytische Aktivität bei der Totaloxidation von Methan der Manganoxidkomponente beeinflusst werden. Bei der Totaloxidation von CKW sind die Träger selbst katalytisch aktiv; Dotierung von Mn verändert die katalytische Aktivität nur geringfügig.

Weiterführung: ja

Finanzierung: Haushaltfinanzierte Forschung und Drittmittel (Doktorandenförderung Universität Leipzig, Graduiertenkolleg "Physikalische Chemie der Grenzflächen")

Untersuchungen an Nickeloxid-Mischkatalysatoren
Studies on nickeloxide mixed catalysts

Prof. Dr. G. Wendt, Dr. S. Albrecht, Dr. D. Kießling

Es wurden Untersuchungen zur texturellen, strukturellen und oberflächenchemischen Charakterisierung an NiO-Mischoxidkatalysatoren unterschiedlicher Zusammensetzung durchgeführt.

Weiterführung: ja

Finanzierung: Haushaltfinanzierte Forschung und Drittmittel (Wirtschaft)

Untersuchungen an MnO_x/TiO₂- und MnO_x/TiO₂-WO₃-Katalysatoren für die Totaloxidation von flüchtigen organischen Verbindungen
Studies on MnO_x/TiO₂ and MnO_x/TiO₂-WO₃ catalysts for the total oxidation of volatile organic compounds

Prof. Dr. G. Wendt, DC E. Kantzer, Dr. D. Kießling

Im System MnO_x-TiO₂ wurden in Abhängigkeit von der thermischen Vorbehandlung unterschiedlicher MnO_x-Spezies und bei höheren Temperaturen MnTiO₃ nachgewiesen. Die Art der MnO_x-Spezies nimmt starken Einfluss auf die katalytische Aktivität bei der Totaloxidation von CH₄ und CH₃Cl.

Weiterführung: ja

Finanzierung: Haushaltfinanzierte Forschung und Drittmittel (Doktorandenförderung der Universität Leipzig)

Adsorption (Arbeitsgruppe Prof. Dr. W.-D. Einicke)
Adsorption (Group Prof. Dr. W.-D. Einicke)

Anwendung von Elektroden auf der Basis von Zeolith-Polymer-Kompositen zur potentiometrischen Bestimmung von Tensiden und Kationen
Electrodes on the basis of zeolite-polymer-composites for determination of surfactants and cations

Prof. Dr. W.-D. Einicke, DC S. Matysik

Komposite aus Polydimethylsiloxan und kationenreichen Zeolithen der Typen NaA, NaX und NaY werden als Elektrodenmaterial für die potentiometrische Bestimmung von kationischen Spezies eingesetzt.

Weiterführung: ja

Finanzierung: Drittmittel (Kontaktstipendium)

Untersuchungen zur Trennung von flüssigen Stoffgemischen durch Pervaporation an Zeolith-Polymer-Membranen
Investigations on separation of liquid mixtures by pervaporation on zeolite-polymer-membranes

Prof. Dr. W.-D. Einicke, DC Th. Köhler

An Zeolith-Polymer-Kompositmembranen wurden Untersuchungen zur Flüssigphasenadsorption mit Ethanol-Wasser-Gemischen durchgeführt. Dabei wurde aus den erhaltenen Exzessisothermen die Energie-Differenzverteilungen in Abhängigkeit vom Zeolithgehalt ermittelt.
Die aus den Laborversuchen erhaltenen Grundlagen wurden in den kleintechnischen Maßstab überführt. Dabei wurden die Zeolithmembranen im kontinuierlichen Betrieb eingesetzt.

Weiterführung: ja

Finanzierung: Drittmittel (Graduiertenkolleg "Physikalischen Chemie der Grenzflächen")

Untersuchungen zur Permeation von Einzelgasen und Gasgemischen durch Zeolith-Polymer-Membranen
Investigations on permeation of gases and gas mixtures through zeolite-polymer membranes

Prof. Dr. W.-D. Einicke, DC R. Sattler

Die Untersuchung der Permeation von Gasen an dünnen zeolithgefüllten Polymermembranen wurde fortgeführt. Im Besonderen wurde auf die Trennung von Wasserstoff aus einem Gemisch von Kohlenwasserstoffen mittels einer 3A- Zeolith enthaltenden Membran eingegangen. Außerdem wurden die Adsorptionsisothermen verschiedener Gase, zur Bestimmung der Löslichkeit, an Polydimethylsioxan aufgenommen.

Weiterführung: ja

Finanzierung: Haushaltfinanzierte Forschung

Adsorption von Geruchsstoffen aus Biofiltern
Adsorption of odors from biofilters

Prof. Dr. W.-D. Einicke, DI O. Hempel

Zur adsorptiven Entfernung von Geruchsstoffen aus Biofiltern wurde das Durchbruchsverhalten von Einzelstoffen und Stoffgemischen an unterschiedlichen hydrophoben Adsorbentien untersucht. Die Regeneration des Adsorberbettes erfolgte durch thermische Desorption durch einen erhitzten Gasstrom und durch Aufheizung des Adsorbens durch Mikrowellenenergie.

Weiterführung: ja

Finanzierung: Drittmittel (BMBF)