Einfluss der ternären Legierungsbildung auf die katalytische Aktivität von metallischen Nanoschichten und den Mechanismus von chemischen Sensorreaktionen I

Die katalytische Aktivität ternärer Legierungen (Pd/Pt/Ni, Pd/Pt/Ag, Pd/Pt/Au, Pd/Pt/Ru und Pd/Pt/Fe) soll an Proben mit kontinuierlichen Konzentrationsgradienten aller drei Komponenten auf einem Halbleiterchip untersucht werden. Mit einer Laserscanningmethode werden die lokalen Sensoreigenschaften von Nanoschichtstrukturen bestimmt, so dass als Ergebnis von Flächenscans alle möglichen Zusammensetzungen der ternären Legierungen in ihrer Reaktivität charakterisiert sind. Als Beispiele der katalytischen Reaktion wurden die Antwortsignale chemischer Halbleitersensoren für Wasserstoff, Fluorwasserstoff und Sauerstoff gewählt. Signifikante Einflüsse werden auf die Sensitivität, Selektivität und das dynamische Sensorverhalten erwartet. Die bekannte Verhinderung der Katalysatorvergiftung durch CO, auf Basis des Einsatzes binärer Legierungen, soll durch die ternären Legierungen optimiert werden. Neben den Halbleitermesstechniken werden EDX, IR-Spektroskopie, XPS und die Impedanzspektroskopie zur Aufklärung der Mechanismen der katalysierten Sensorreaktionen an den Legierungen herangezogen. Die experimentelle Strategie stellt einen neuen Ansatz in der kombinatorischen Chemie und dem Einsatz des High Throughput Screenings in der Grundlagenforschung dar. Die Ergebnisse des Projekts sollten über die chemische Sensorik hinaus für die heterogene Katalyse von Interesse sein.