SFB 546 II-III: Struktur, Schwingungsspektren und Reaktivit?t unterschiedlicher Vanadiumoxid-Aggregate mit Dichtefunktionalmethoden (Teilprojekt A 4)

In den ersten beiden Antragsphasen ist es gelungen, Modelle für Vanadiumoxidstrukturen auf SiO2-Tr?gern aufzustellen. Gemeinsam mit TP B1 und TP B3 konnte die wichtige Frage der Zuordnung von Ramanbanden zu isolierten (monomeren) und dimeren Vanadiumoxidstrukturen auf SiO2- und Al2O3-Unterlagen gekl?rt werden. Die Strukturvoraussagen für Vanadiumoxidcluster in der Gasphase wurden durch IR-spektroskopische Untersuchungen im TP A3 und Ab initio-Rechnungen im TP A1 best?tigt. Als Testreaktion für Reaktivit?tsunterschiede zwischen Clustern in der Gasphase, Vanadiumoxidzentren auf Tr?gern und kristallinen V2O5-Oberfl?chen wurde die Bindungsdissoziation der Vanadylgruppen betrachtet. Die Unterdrückung von Strukturrelaxationen und die elektronische Isolierung von Zentren k?nnen beobachtete Supporteffekte qualitativ erkl?ren. In der n?chsten Antragsphase wird der Schwerpunkt der quantenchemischen Arbeiten auf der Untersuchung katalytischer Elementarschritte liegen, wobei wieder Gasphasencluster (siehe A2 und A3) mit V2O5-Partikeln auf Tr?gern und kristallinem V2O5 verglichen werden sollen (TP B2, B3). Neben SiO2 (und Al2O3) soll ein weiteres Tr?germaterial einbezogen werden, welches eine Erh?hung der katalytischen Aktivit?t im Vergleich zu reinem V2O5 bewirkt wie z. B. TiO2. Die Untersuchung unterschiedlicher lokaler Strukturen des Tr?geroxids soll mit Hilfe des QM/MM Hybridverfahrens erfolgen. Als Reaktionen sind die Oxidation von Methanol zu Formaldehyd und die oxidative Dehydrierung von Propan zu Propen vorgesehen, für die bereits erste Ergebnisse vorliegen. Zur Vertiefung des Verst?ndnisses der Reaktivit?t sind punktuell vergleichende Untersuchungen an anderen ?bergangsmetalloxiden (Niob, Molybd?n) geplant.