Experimentalkurs
Bereits heute durchlaufen über 80 % der industriell hergestellten Chemieprodukte mindestens einen Prozessschritt, der an einem Katalysator abläuft. Für eine Entwicklung hin zu nachhaltigem Wirtschaften ist die Katalyse eine Schlüsseltechnologie.
Am Leibniz-Institut für Katalyse (LIKAT Rostock) wird angewandte Katalyseforschung interdisziplinär im Rahmen eines Systemansatzes betrieben. Dieser umfasst folgende Schwerpunkte: a) Katalysatorpräparation und -charakterisierung, b) katalytische Reaktionen, c) kinetische Untersuchungen der Reaktionsabläufe als Grundlage der Optimierung der Reaktionsführung und d) Untersuchungen zur Reaktand/Katalysator-Wechselwirkung als Grundlage für eine wissensbasierte Katalysatorentwicklung. Die Forschungsarbeiten befassen sich mit Reaktionen und Katalysatoren aus der Petro-, Fein-, Raffinerie- und Umweltchemie sowie verstärkt zur Nutzung nachwachsender Rohstoffe.
Am Beispiel geträgerter bimetallischer Nanopartikel werden in diesem Experimentalkurs grundlegende Techniken zur Synthese von Katalysatoren und zum Verständnis heterogen-katalysierter Prozesse vermittelt. Dabei bildet die Charakterisierung der Katalysatoren den thematischen Schwerpunkt. Die Teilnehmer/innen lernen zudem das gesamte Themenfeld der heterogenen Katalyse kennen, von der Katalysatorsynthese bis hin zur Anwendung in Gas- und Flüssigphasenreaktionen.
Der Stoff wird in praxisrelevanten Experimenten im Labor intensiv vertieft. Mit den ausgewählten Experimenten sollen die Teilnehmer Einblick in ein möglichst breites Spektrum experimenteller Möglichkeiten erhalten.
Der Stoff wird in Form von Vorlesungen zum jeweiligen Gebiet sowie anschließenden Experimenten vermittelt.
Die Laborexperimente werden unter Anleitung erfahrener Wissenschaftler des Instituts und unter Beteiligung versierter technischer Mitarbeiter durchgeführt. Jeder Kursteilnehmer erhält eine Protokollmappe, die die Inhalte der Praktikumsversuche sowie die in den Einführungen vorgestellten theoretischen Hintergrundinformationen enthält.
Naturwissenschaftler und Ingenieure aus Industrie und Forschung, für deren Tätigkeit das Kursthema von Bedeutung ist.
Voraussetzung für eine erfolgreiche Teilnahme sind allgemeine Kenntnisse und praktische Fertigkeiten auf dem Gebiet der Durchführung katalysierter chemischer Reaktionen sowie der Reaktionstechnik. Wünschenswert ist ein Grundlagenwissen auf dem Gebiet der heterogenen Katalyse.
Die Teilnehmerzahl ist auf 12 begrenzt.
Am ersten Tag wird im Rahmen von Vorträgen ein Überblick über verschiedene Methoden der Katalysatorausprüfung gegeben sowie Lösungsansätze für reaktionstechnische Fragestellungen vorgestellt. Danach wird an drei Praktikumstagen für ca. acht Stunden im Labor gearbeitet, wobei in Gruppen von max. 3 Teilnehmern stationsweise die im Kursprogramm genannten Experimente durchgeführt werden.
Der Kurs umfasst Experimente zu folgenden Themen:
| S1) | Synthese geträgerter bimetallischer Nanopartikel über Auffällung |
|---|---|
| C1) | Charakterisierung exponierter Metallzentren mittels CO-Chemisorption und FT-IR |
| C2) | Quantifizierung exponierter Metallzentren mittels temperaturprogrammierter Desorption |
| C3) | Transmissionselektronenmikroskopie |
| C4) | Röntgenphotoelektronenspektroskopie (XPS) |
| R1) | Selektivoxidation von Alkoholen in der Flüssigphase |
| R2) | Vinylacetatsynthese in der Gasphase |
| M1) | Modellierung von temperaturprogrammierter Desorption (TPD) |
Katalysatorsynthesen
Dr. Sebastian Wohlrab
Charakterisierung
Prof. Angelika Brückner
Kinetik und Modellierung
Dr. David Linke
(Änderungen vorbehalten)
Leibniz-Institut für Katalyse e.V.
Albert-Einstein-Str. 29a
18059 Rostock
