Stickoxidzersetzung durch Übergangsmetall-Katalysatoren


Katalysatoren für Umweltfragen, wie den Abbau von schädlichen (Ab)Gasen aus Verkehr, Industrie und anderen Quellen, ist eines der wichtigsten Felder der Katalyseforschung.

Kohlenstoffoxide (COx), Stickoxide (NOx), flüchtige organische Verbindungen (VOC) sowie Schwefeloxide (SOx) sind bekannte umweltschädliche Gase. Stickoxide tragen durch ihre Umwandlung in Salpetersäuredampf zum weiteren Abbau der schützenden Ozonschicht bei und können mit organischen Verbindungen verschiedene giftige Endprodukte wie Nitroarene und Nitrosamine bilden.

Distickstoffmonoxid (N2O, auch als Lachgas bekannt) ist ein bedeutender Umweltschadstoff und ein Treibhausgas mit einer langen Abbauzeit von 110-150 Jahren und einem 310-mal höheren Treibhauspotential als CO2. N2O ist außerdem eine der Hauptquellen für die Bildung von sauren Regen in der Atmosphäre. Anthropogene N2O-Quellen wie die Landwirtschaft (Dünger) und Industrie (Herstellung von Salpetersäure und Adipinsäure) sowie Autoabgase tragen maßgeblich zum Anstieg des N2O Gehalts in der Atmosphäre bei.
Aktuell umfassen die Methoden zur N2O-Reduzierung die thermische Zersetzung (Thermolyse?), Recycling of stream (Übersetzung?) (bei der Salpetersäure- und Adipinsäureherstellung) und die katalytische Zersetzung (Reduktion oder direkte Zersetzung). Recycling of stream ist vor allem im industriellen Maßstab sinnvoll während die katalytische Zersetzung häufig bei der Autoabgasaufbereitung und bei geringeren Konzentrationen von N2O zum Einsatz kommt. Der bei der N2O Zersetzung ablaufende Mechanismus variiert je nach Reaktionsbedingungen und eingesetzten Katalysator.

Das Hauptziel unserer Forschung ist ein besseres Verständnis der Einflüsse von Katalysator-Träger und Reaktionsgas auf die katalytische N2O-Zersetzung sowie eine verbesserte Katalysator-Ausbeute.
 

Analytische Methoden:

  • Gas-IR-Spektroskopie

  • Temperaturprogrammierte Reaktionen (TPR, TPD)

  • Pulver-Röntgendiffraktometrie (XRD)

 

Kontakt:
Patrick Schlachta (patrick.schlachta@tum.de)
Max Hiller (max.hiller@tum.de)