Understanding Ligand-Directed Heterogeneous Catalysis on Model Surfaces
In dieser Arbeit wurden der Modellkatalysator-Ansatz sowie eine Kombination aus Infrarot-Reflexions-Absorptionsspektroskopie (IRAS) und Rastertunnelmikroskopie (STM) zusammen mit Molekularstrahltechniken eingesetzt, um die Prozesse auf den katalytischen Oberflächen auf mikroskopischer Ebene zu untersuchen. Hier werden die Ergebnisse verschiedener mechanistischer Studien vorgestellt, die sich mit der Rolle intermolekularer Wechselwirkungen bei chemischen Reaktionen befassen, und zwar in Bezug auf die Förderung der Selektivität bei Parallelreaktionen, die Schwächung spezifischer chemischer Bindungen durch Coadsorbate und die Stabilisierung instabiler Oberflächenspezies durch laterale Wechselwirkungen. Zunächst wurde die Bildung einer Ligandenschicht untersucht, die die chemoselektive partielle Hydrierung des α,β-ungesättigten Aldehyds Acrolein zu dem ungesättigten Alkohol Propenol fördert. In der zweiten Studie wurde die Adsorption und laterale Wechselwirkung eines α-Ketoesters, Ethylpyruvat, auf Pt(111) unter verschiedenen Oberflächenbedingungen untersucht. Und schließlich wird am Beispiel von Acetophenon gezeigt, dass die Bildung von Keton-Enol-Dimeren, bei denen die instabile Enolform durch das benachbarte Ketonmolekül stabilisiert wird, der erste Schritt eines Niedrigtemperatur-Reaktionspfad in der Hydrierungsreaktion von Acetophenon ist.
In this work, the model catalyst approach as well as a combination of infrared reflection absorption spectroscopy (IRAS) and scanning tunneling microscopy (STM) along with molecular beam techniques was employed to investigate the processes on the catalytic surfaces on microscopic scale. Here, the results of different mechanistic studies are presented that address the role of intermolecular interactions in chemical reactions in terms of promoting selectivity in multi-pathway reactions, weakening of specific chemical bonds by coadsorbates and stabilizing unstable surface species via lateral interactions. First, the formation of a ligand layer that promotes the chemoselective partial hydrogenation of α,β-unsaturated aldehyde acrolein toward the unsaturated alcohol propenol was investigated. In the second study, the adsorption and lateral interaction of an α-ketoester, ethyl pyruvate, on Pt(111) was investigated under different surface conditions. And finally, it is demonstrated by the example of acetophenone that the formation of ketone–enol dimers, in which the unstable enol form is stabilized by the neighboring ketone molecule, is the first step of the low-barrier hydrogenation reaction of acetophenone.
Vorschau
Rechte
Nutzung und Vervielfältigung:
Keine Lizenz. Es gelten die Bestimmungen des deutschen Urheberrechts (UrhG).
Bitte beachten Sie, dass einzelne Bestandteile der Publikation anderweitigen Lizenz- bzw. urheberrechtlichen Bedingungen unterliegen können.