Microimaging transienter Konzentrationsprofile von Reaktant‐ und Produktmolekülen während einer katalytischen Umwandlung in nanoporösen Materialien

Microimaging mittels IR‐Mikroskopie wird verwendet, um die Entwicklung der Konzentrationsprofile von Reaktant‐ und Produktmolekülen während einer katalytischen Reaktion aufzuzeichnen. Beobachtet wird dazu die Hydrierung von Benzol zu Cyclohexan an Nickel‐Nanopartikeln in einem nanoporösen Glas als Trägermaterial. Da der Porennutzungsgrad definiert ist als Quotient aus effektiver Reaktionsgeschwindigkeit und Reaktionsgeschwindigkeit ohne Diffusionslimitierung, wird er herkömmlicherweise bestimmt, indem Reaktionsgeschwindigkeiten für unterschiedlich starke Transportlimitierungen miteinander verglichen werden. Die Variation der “Limitierung” erfolgt dabei durch die Veränderung geeigneter Systemparameter, wie z. B. der Partikelgröße des nanoporösen Katalysatorträgers. Mit den neuen Möglichkeiten des Microimagings kann der Porennutzungsgrad in einer einzigen Messung bestimmt werden, indem lediglich die Verteilung der Reaktant‐ und Produktmoleküle im Katalysator verfolgt wird.