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Detailliertes Verständnis der Funktionsweise von Gas-Sensoren

Die kombinierte operando-Spektroskopie liefert neue mechanistische Erkenntnisse zur Arbeitsweise von SnO2-Gas-Sensoren. Abbildung: AK Hess / TU Darmstadt
Die kombinierte operando-Spektroskopie liefert neue mechanistische Erkenntnisse zur Arbeitsweise von SnO2-Gas-Sensoren. Abbildung: AK Hess / TU Darmstadt

Neue mechanistische Einblicke mittels multipler operando-Spektroskopie

Metalloxid-Halbleiter, wie z.B. SnO2, stellen aufgrund ihrer hohen Empfindlichkeit und einfachen Herstellbarkeit wichtige Materialien für Gas-Sensorik-Anwendungen dar. Ihre grundsätzliche Funktionsweise basiert darauf, Änderungen der elektrischen Leitfähigkeit zu detektieren, die durch die Adsorption der Zielmoleküle auf der Oberfläche des Halbleiters hervorgerufen werden. SnO2 ist zwar das am häufigsten verwendete Material für solche Metalloxid-Gas-Sensoren. Es konnte jedoch trotz seiner technischen Relevanz und zahlreicher mechanistischer Studien bisher kein detailliertes Verständnis seiner Funktionsweise auf molekularer Ebene erlangt werden.

Ein detailliertes Verständnis der Funktionsweise von Gas-Sensoren stellt die die Grundlage für die Entwicklung verbessertes Gas-Sensoren dar. Um den Funktionsweise von Gas-Sensoren auf molekularer Ebene aufzuklären, ist die Entwicklung von operando-Techniken, welche die Sensorantwort direkt unter Betriebsbedingungen mit den strukturellen Änderungen in Beziehung setzen, von entscheidender Bedeutung Es zeigt sich, dass aufgrund der Komplexität von Metalloxid-Gassensoren nur eine geeignete Kombination solcher operando-Techniken ihre Arbeitsweise und den zugrundeliegenden Reaktionsmechanismus aufzuklären vermag.

In dem jüngst in der Angewandten erschienenen Beitrag stellen wir einen neuen operando-spektroskopischen Ansatz vor, der erstmals Widerstandsmessungen mit drei spektroskopischen Techniken (UV-Vis, Raman, IR) in einem experimentellen Aufbau kombiniert und es erlaubt, die Sensorantwort mit der Sauerstoffleerstellen-Konzentration im Metalloxid, der Art der Adsorbate und der Gasphasenzusammensetzung zu verknüpfen. Wie in der Abbildung gezeigt, ist der Sensorwiderstand direkt mit der Anzahl an Sauerstoffleerstellen an der Oberfläche und der Art der Oberflächenspezies, insbesondere der Acetat- und Hydroxyspezies, korreliert.

Weitere Informationen

Ann-Kathrin Elger and Christian Hess, Angew. Chem. Int. Ed. 2019 https://doi.org/10.1002/anie.201908871

New type of vanadia catalyst prepared by atomic layer deposition

Catalyst–support interactions are known to be of great importance for the performance of supported oxide catalysts such as supported vanadia. In our recent publication in ACS Catal. we have proposed a strategy to enhance the oxide–support interactions, based on the controlled synthesis of embedded oxide catalysts using atomic layer deposition (ALD). As demonstrated for vanadia, we employ graphene oxide as a sacrificial carrier matrix to facilitate the embedding of vanadia into alumina, silica, and titania.

The activity of the embedded vanadia catalysts is verified in the oxidative dehydrogenation (ODH) of ethanol and compares favorably with reported data on conventional supported catalysts. Compared to the literature, vanadia/alumina catalysts, in which the template was removed by ozone treatment, show a significantly improved performance, whereas the vanadia/silica catalysts define a benchmark. Our results demonstrate the feasibility of rational catalyst engineering of supported oxide catalysts.

EuropaCat 18.-23. August 2019, Aachen

Der AK Hess war mit folgenden Beiträgen vertreten:

  • Elucidating the oxygen dynamics of the water-gas shift reaction over Au/CeO₂ catalysts using combined operando spectroscopies (Vortrag von Prof. Dr. Christian Hess)
  • New Insight into the Role of Platinum in NOx  Storage over Pt/CeO2 using Operando Spectroscopies (Vortrag von Dr. Anastasia Filtschew)
  • The influence of CeO2 surface facets on oxygen activation: A combined in situ Raman spectroscopic and DFT study (Vortrag von M.Sc. Marc Ziemba)
  • Elucidating the structure of supported vanadia catalysts during ethanol and propane ODH using operando UV Raman spectroscopy (Poster von M.Sc. Simone Rogg)

Promotionspreis der Familie Bottling-Stiftung für Dr. Christian Schilling

Dr. Christian Schilling
Dr. Christian Schilling

Die Familie Bottling-Stiftung hat am 3. Juli 2019 den mit 3.500 Euro dotierten Preis für eine herausragende Doktorarbeit im Fachbereich Chemie der TU Darmstadt verliehen. Diesjähriger Preisträger ist Herr Dr. Christian Schilling, der im Fachgebiet Physikalische Chemie in der Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Christian Hess mit Auszeichnung promovierte.

Seine Doktorarbeit mit dem Titel „Operando Spectroscopy and DFT Modeling of Gold/ Ceria Catalysts for CO Oxidation and Water-Gas-Shift Reaction“ zeichnete sich durch anspruchsvolle Untersuchungen mittels der Operando-Spektroskopie aus. Mit dieser Methode untersuchte er Oxidationsreaktionen über Ceroxid-haltigen Goldkatalysatoren, um Rückschlüsse auf die Wirkungsweise dieses Katalysators zu erhalten und die Eigenschaften wie Aktivität, Selektivität und Langzeitstabilität zu verbessern. Seine Arbeit besticht insbesondere durch ihr hohes intellektuelles Niveau und ein ungewöhnliches Maß an Kreativität in der autonomen Konzeption und Realisierung komplexer Forschungsprojekte.

17th Int. Conf. on Carbon Dioxid Utilization (ICCDU), 23.-27.06.2019, Aachen

Der AK Hess war mit folgendem Beitrag vertreten:

  • The structural dynamics of supported vanadia catalysts: a comparative study of CO2 and O2 during propane ODH by using operando UV Raman spectroscopy (Vortrag von M.Sc. Simone Rogg)

8th GOSPEL Workshop, 20.-21.06.2019, Ferrara, Italien

Palazzo Mosti: venue of 8th GOSPEL workshop, Ferrara, Italien

Gas Sensors Based on Semiconducting Metal Oxides: Basic Understanding & Application Fields"

Der AK Hess war mit folgendem Beitrag vertreten:

  • Shining light on indium oxide gas sensors at work: A combined operando Raman / UV-Vis / FT-IR spectroscopic study (Vortrag von Prof. Dr. Christian Hess).

118. Bunsentagung, 30.05.-1.06.2019, Jena

Der AK Hess war mit folgenden Beiträgen vertreten:

  • Monitoring SEI components on cathode material: An in situ surface enhanced Raman study on Li-ion batteries (Vortrag von M.Sc. Marcel Heber)
  • Embedded vanadia as a new class of oxide catalysts: Synthesis and operando spectroscopic analysis during partial oxidation (Vortrag von Prof. Dr. Christian Hess)

Promotionspreis für Dr. Christian M. Schilling

Auszeichnung für exzellente Nachwuchswissenschaftlerinnen und Nachwuchswissenschaftler durch die Freunde der TU Darmstadt

Für seine hervorragende wissenschaftliche Leistung wurde Dr. Christian M. Schilling am 16. Mai im Georg-Christoph-Lichtenberg Haus ausgezeichnet. Der Preis, der mit 2.500 Euro dotiert ist, wird jährlich von den Freunden der TU Darmstadt für die jeweils beste Dissertation in den einzelnen Fachbereichen der TU Darmstadt gestiftet. Dr. Christian Schilling fertigte seine Dissertation mit dem Titel „Operando Spectroscopy and DFT Modeling of Gold/ Ceria Catalysts for CO Oxidation and Water-Gas-Shift Reaction” im Fachbereich Chemie, Arbeitskreis Prof. Christian Hess, an. Zusammen mit ihm wurden elf weitere Nachwuchswissenschaftlerinnen und Nachwuchswissenschaftler für ihre exzellenten Arbeiten geehrt.

Der Vorsitzende der Freunde der TU, Matthias W. Send, stellte die Preisträgerinnen und Preisträger sowie ihre Arbeiten in der Feierstunde vor. Im Beisein des Vizepräsidenten der TU Darmstadt, Prof. Matthias Rehahn, und der designierten Präsidentin der TU Darmstadt, Prof. Tanja Brühl, wurden die Preise überreicht.

New operando paper in ACS Catal on water gas shift

The water gas shift (WGS) reaction plays an important role for manufacturing hydrogen, ammonia, methanol and other chemicals. Recently, there has been increased interest in LT WGS catalysts due to their importance in fuel cell applications. The benefits for fuel-cell technology are two-fold: the CO concentrations in cells that are susceptible to CO poisoning such as proton-exchange membrane (PEM) fuel cells, are effectively reduced, and the efficiency of the cells is improved by increasing the hydrogen production.

The knowledge based design of catalysts, which we envision in our work, requires an atomic-level understanding of how catalysts work. As shown in our recent publication in ACS Catal. this is accessible by characterization of the catalyst’s vibrations under working conditions using e.g. operando Raman spectroscopy. For supported gold catalysts, which as many other catalysts show a high level of complexity, the assignment of spectroscopic features is largely facilitated by combining (isotope) experiments with density functional theory (DFT)-based calculations.

Promotion von Philip Ruff am 17. Dezember 2018

Titel der Dissertation:
Anwendungen der atomaren Gasphasenabscheidung: Komplexe Nanostrukturen im Confinement und getragene Vanadiumoxidkatalysatoren

New mechanistic insight into ceria based catalysts

Our recent operando spectroscopic work on ceria based catalysts provides a detailed understanding of the mode of operation of ceria-based catalysts. Based on a dynamic operando Raman approach the real-time characterization of working catalysts is feasible, as illustrated for the room temperature CO oxidation over ceria supported gold catalysts, published in J. Phys. Chem C, which is of great interest from a fundamental point of view, as well as the low temperature NOx storage in ceria, published in Appl. Catal. B, which is of relevance for technical applications in the context of passive NOx adsorbers (PNAs).

 

256th ACS National Meeting 19.-23.8.2018, Boston, USA

Der AK Hess war mit folgenden Beiträgen vertreten:

  • Shining light on catalysts at work: Multi-wavelength and time-resolved operando Raman spectroscopy
    (Vortrag von Prof. Dr. Christian Hess)
  • Nanoscale structuring of surfaces by using atomic layer deposition: Controlled synthesis of nanocavities
    (Vortrag von Prof. Dr. Christian Hess)

Promotion von Christian Schilling am 2. Juli 2018

Titel der Dissertation:
Operando Spectroscopy and DFT Modeling of Gold/ Ceria Catalysts for CO Oxidation and Water-Gas-Shift Reaction

Ceria 2018 25.-27. Juni 2018, Barcelona, Spanien

Der AK Hess war mit folgenden Beiträgen vertreten:

  • Surface and bulk oxygen defects in ceria support of Au/CeO2 Catalysts: A combined operando Raman and DFT study
    (Vortrag von M.Sc. Christian Schilling)
  • Shining light onto the mechanism of NOx storage in ceria using operando spectroscopy: The role of defects and Ce-O sites
    (Vortrag von Prof. Dr. Christian Hess)

Promotion von Anastasia Filtschew am 4. Juni 2018

Titel der Dissertation:
Ceroxid-haltige Materialien als passive NOx-Adsorber: methodische Weiterentwicklungen und in situ-Untersuchungen des NOx-Einspeichermechanismus

OPERANDO VI 15.-19.04.2018, Estepona (Malaga), Spanien

Bei der 6. Internationalen Operando-Konferenz in Estepona (Malaga, Spanien) wurden unsere kombinierten operando-IR/UV-Vis/Raman- und DFT-Ergebnisse zur Adsorbat- und Defekt-Dynamik von Gold-Katalysatoren während Oxidationsreaktionen in Form einer Keynote Lecture von Prof. Dr. Christian Hess vorgestellt.

Strukturelle Dynamik von Vanadiumoxid-Katalysatoren

Unsere Arbeiten zur wellenlängenabhängigen und zeitabhängigen Untersuchung der Struktur von getragenem Vanadiumoxid (VOx) während der oxidativen Dehydrierung von Ethanol wurden kürzlich in der Zeitschrift J. Phys. Chem. C publiziert. Sie demonstrieren insbesondere das Potential der gezielten operando Resonanz-Raman-Spektroskopie für die Aufklärung der Funktionsweise heterogener Katalysatoren, da vielfältige Informationen über die molekulare Struktur der Adsorbate sowie der aktiven Übergangsmetalloxid-Spezies zugänglich sind.

Direkte Beobachtung der Defektdynamik in Au-Katalysatoren

Die Aufklärung der Funktionsweise von Au-Katalysatoren auf Basis reduzierbarer Träger (Cerdioxid, Titandioxid) ist Gegenstand aktueller Forschung. Unsere neuesten Arbeiten zu Au/Cerdioxid-Katalysatoren, welche kürzlich in der Zeitschrift J. Phys. Chem. C erschienen sind, liefern einen direkten Hinweis auf die Defektdynamik des Trägermaterials sowie dessen Relevanz für die CO-Oxidation. Insbesondere ist es durch die Anwendung der kombinierten operando Raman- und-UV-Vis-Spektroskopie möglich, die Cerdioxid-Defektdynamik im Oberflächenbereich quantitativ und in Echtzeit mitzuverfolgen. Unserer Ergebnisse weisen auf die große Bedeutung der Trägereigenschaften für Oxidationsreaktionen über Metall/Cerdioxid-Katalysatoren hin.

51. Katalytikertreffen in Weimar 14.-16.03.2018

Der AK Hess ist mit folgenden Beiträgen vertreten:

  • Targeted resonance Raman spectroscopy on supported vanadia catalysts during ODH reactions
    (Posterbeitrag und selected poster-Vortrag von M.Sc. Simone Rogg)
  • Real-time observation of the oxygen dynamics in working Au/CeO2 catalysts probed by combined operando spectroscopy
    (Vortrag von M.Sc. Christian Schilling)

Promotion von Philipp Waleska am 29.01.2018

Titel der Dissertation:
“Entwicklung und Anwendung der operando UV-Raman-Diagnostik an geträgerten Metalloxid-Katalysatoren”

Posterpreis bei World Congress of Oxidation Catalysis (WCOC)

and XII European Workshop Meeting on Innovation in Selective Oxidation (ISO’17)
3rd-8th September 2017 Krakow, Poland

Philipp Waleska und Christian Hess wurden beim 8. World Congress on Oxidation Catalysis (WCOC 2017) in Krakau der Posterpreis für ihren Beitrag Shining light on supported vanadia catalysts at work: Operando UV resonance Raman / FT-IR gas phase spectroscopy during ethanol ODH verliehen.

Oberflächenstrukturierung durch kontrollierte Erzeugung von Nanokavitäten

Neuere Entwicklungen der Nanotechnologie erlauben die maßgeschneiderte Herstellung von Materialien für Anwendungen in der Katalyse. Es ist z.B. von großem Interesse, Katalysatoreigenschaften wie Aktivität, Selektivität und Stabilität mittels rationalen Designs zu optimieren. Unsere Arbeiten zur kontrollierten Erzeugung von Nanokavitäten mittels atomarer Gasphasenabscheidung (ALD), welche in der Zeitschrift Microp. Mesop. Mater. erschienen sind, stellen einen wichtigen Schritt in dieser Richtung dar, da Nanokavitäten (i) die Selektivität durch Größenselektion erhöhen können (ii) wohldefinierte Ankerplätze für Metall- oder Metalloxid-Partikel darstellen.

50. Katalytikertagung in Weimar, 15.-17.03.2017

Der AK Hess ist mit folgenden Beiträgen vertreten:

  • Bulk and surface defects in Au/CeO2 catalysts: Combined operando spectroscopy and DFT based interpretation of support effects
    (Posterbeitrag von M.Sc. Christian Schilling)
  • Monitoring supported vanadia catalysts at work: An operando resonance Raman study during ethanol partial oxidation
    (Vortrag von Prof. Dr. Christian Hess)

Christian Hess erhält Athene-Preis 2016 für gute Lehre

Für sein außerordentliches Engagement in der Konzeption, Realisierung und Weiterentwicklung seiner Lehrveranstaltungen im Fachbereich Chemie erhielt Herr Prof. Dr. Christian Hess am 23. November den Athene Preis für Gute Lehre der Carlo und Karin Giersch-Stiftung.
Gewürdigt wird neben seiner herausragenden Planung und Durchführung der Lehre vor allem sein Engagement in der Wissensvermittlung. Herr Professor Hess legt besonderen Wert darauf, dass die Studierenden den Vorlesungsinhalt begreifen. Um dies während der Vorlesung selbst überprüfen zu können, verwendet er Live-Feedbacksysteme (z.B. PINGO), bei dem die von ihm während der Vorlesung gestellten Fragen über Smartphone, Tablet oder Laptop von den Studierenden beantwortet werden können. Eine weitere digitale Vorlesungstechnik von Herrn Professor Hess, die von den StudierendeAthene Preisn zur höchsten Zufriedenheit eingesetzt wird, ist die Aufzeichnung der Vorlesung mit dem Live-Pen.

Neue Erkenntnisse zur Struktur von Vanadiumoxid-Katalysatoren

Philipps Arbeiten zur Struktur von getragenem Vanadiumoxid wurden kürzlich in der Zeitschrift J. Phys. Chem. C publiziert. Trotz zahlreicher Veröffentlichungen ist die Struktur getragener Vanadiumoxid-Katalysatoren immer noch Gegenstand intensiver Forschungsaktivitäten. Grundlegend neue Erkenntnisse sind vor allem durch methodische Neu-/Weiter-Entwicklungen zu erwarten. Wie in der Arbeit im Detail erläutert, ermöglicht die Anwendung der wellenlängenselektiven Resonanz-Raman-Spektroskopie den empfindlichen Nachweis von V-O-V-Schwingungen als spezifischem Indikator für dimere bzw. oligomere Oberflächenspezies.

17th Nordic Symposium on Catalysis 14.-16.06.16, Lund, Sweden

Der AK Hess ist mit folgendem Beitrag vertreten:

  • Insights into ethanol partial oxidation over supported vanadia catalysts using operando UV Raman spectroscopy
    (Vortrag von M.Sc. Philipp Waleska)

Gordon Research Conference 12.-17.06.16, New London, USA

Der AK Hess ist mit folgendem Beitrag vertreten:

  • Operando Raman UV/Vis DRIFT spectroscopy of Au/Ce2: Oxygen vacancy creation in ceria during CO oxidation
    (Posterbeitrag von M.Sc. Christian Schilling)

DASS-Doktorandentreffen in Ulm, 6.04.-8.04.2016

Beim Interdisziplinären Doktorandenseminar des Deutschen Arbeitskreises für Analytische Spektroskopie war der AK Hess mit folgendem Beitrag vertreten:

  • Operando Raman-FTIR studies on metal oxide gas sensors
    (Vortrag von M.Sc. Ann-Kathrin Erlenkötter)

Sensorikertreffen in Saarbrücken, 5.04.-6.04.2016

Der AK Hess ist mit folgendem Beitrag vertreten:

  • Operando-Raman-FTIR-Spektroskopie an SnO2 als Ethanol-Gassensor
    (Vortrag von M.Sc. Ann-Kathrin Erlenkötter)

J. Phys. Chem. C – Artikel zur Cerdioxid-Defektstruktur

Anastasias Arbeiten zur (Defekt)Struktur von Cerdioxid sind kürzlich in der Zeitschrift J. Phys. Chem. C erschienen. Cerdioxid ist aufgrund seiner vielfältigen Anwendungsmöglichkeiten im Bereich der Katalyse und Brennstoffzellen derzeit von großem Interesse. Dennoch sind wesentliche Aspekte wie z.B. die Defektstruktur oder der Zusammenhang zwischen Eigenschaften und Synthesebedingungen noch nicht verstanden. In dieser Arbeit werden auf Basis kommerzieller sowie selbst hergestellter Cerdioxid-Proben charakteristische Merkmale von Oberflächen- und Volumendefekten mittels einer Kombination optischer Methoden (IR-, Raman-, UV-Vis-Spektroskopie) näher untersucht und erstmals Korrelationen etabliert.

Posterpreis für Christian Schilling

Christian Schilling wurde im Rahmen der GeCatS (German Catalysis Society) Party beim 49. Jahrestreffen Deutscher Katalytiker ein Posterpreis für seinen Beitrag Role of defects in Au/CeO2 catalysts during CO oxidation using combined operando Raman/UV-Vis and IR spectroscopy verliehen.

49. Katalytikertagung in Weimar 16.-18.03.2016

Der AK Hess ist mit folgenden Beiträgen vertreten:

  • Combined spectroscopic studies on ceria and its defect structure
    (Posterbeitrag von M.Sc. Anastasia Filtschew)
  • Operando spectroscopy of supported vanadia catalysts: Mechanistic insights into the partial oxidation of ethanol
    (Posterbeitrag von M.Sc. Philipp Waleska)
  • Role of defects in Au/CeO2 catalysts during oxidation using combined operando Raman/UV-Vis and IR spectroscopy
    (Posterbeitrag von B.Sc. Christian Schilling)

Angewandte-Review zur Oberflächenstrukturierung mittels ALD

Unser Minireview zur „Nanoskaligen Strukturierung von Oberflächen mittels Atomlagenabscheidung (ALD)“ wurde vor kurzem in der Zeitschrift Angewandte Chemie veröffentlicht. Darin werden u.a. neuartige Anwendungsmöglichkeiten aus den Bereichen Katalyse und alternative Energien diskutiert.

EuropaCat-XII, 30.8.-4.09.2015 in Kazan, Russland

Der AK Hess ist mit folgendem Beitrag vertreten:

  • “Ceria supported gold catalysts: Mechanistic studies during CO oxidation using a combined operando approach”
    (Vortrag von B.Sc. Christian Schilling)

Promotion von Nicolas Sobel am 14. Juli 2015

Titel der Dissertation:
Entwicklung einer Anlage zur thermischen Atomlagenabscheidung von nanoskaligen Metalloxiden auf poröse Substrate

Promotion von Marno Lohrenscheit am 22. Juni 2015

Titel der Dissertation:
Etablierung einer multi-in situ-Apparatur zur spektroskopischen Untersuchung der CO-Oxidation über Au/CeO2-Nanokatalysatoren

Anastasia Filtschew erhält den Alarich-Preis 2015

Aus Anlass seines 70. Geburtstages haben die Schüler von Professor Alarich Weiss 1995 einen Preis für exzellente Arbeiten in Physikalischer Chemie an der Technischen Universität Darmstadt gestiftet. Damit wird jährlich eine hervorragende Diplom/Master-Arbeit von Studierenden im Fachbereich Chemie (Eduard-Zintl-Institut) ausgezeichnet. Der Alarich-Weiss-Preis ist mit 500 € dotiert. Über die Auswahl entscheidet ein Kuratorium bestehend aus Vertretern der Industrie und der Hochschule.
Frau Filtschew hat ihre Masterarbeit mit dem Titel „Spektroskopische Untersuchungen an CeO2-Materialien“ im Arbeitskreis von Herrn Prof. Dr. Christian Hess (Physikalische Chemie) angefertigt. Im Rahmen ihrer Arbeit gelang es Frau Filtschew unter Zuhilfenahme neuer in situ-spektrokopischer Ansätze, detaillierte Einblicke in die (Defekt)Struktur von Ceroxiden zu erhalten. Ceroxide finden z.B. in der heterogenen Katalyse oder als Sauerstoff-Ionenleiter in Brennstoffzellen Anwendung. Die Ergebnisse der Untersuchungen werden derzeit in einer Publikation zusammengefaßt. weiter

114. Bunsentagung vom 14.-16.05.2015 in Bochum

Der AK Hess ist mit folgenden Beiträgen vertreten:

  • Operando Raman-FTIR studies on Au/CeO2 as ethanol gas sensor”
    (Posterbeitrag von M.Sc. Ann-Kathrin Erlenkötter)
  • “The mechanism of CO oxidation over gold loaded ceria: A combined operando spectroscopic approach”
    (Vortrag von B.Sc. Christian Schilling)

48. Jahrestreffen Deutscher Katalytiker in Weimar 11.-13.03.15

Der AK Hess ist mit folgenden Beiträgen vertreten:

  • The influence of ceria defects on NO2 storage in NOx storage-reduction catalysts
    (Posterbeitrag von M.Sc. Anastasia Filtschew)
  • UV resonance Raman spectroscopy in catalysis: the structure of dispersed Vanadia
    (Posterbeitrag von M.Sc. Philipp Waleska)

Nobelpreisträger Roald Hoffmann zu Gast

Bild: Claus Völker
Bild: Claus Völker

Am 27. Januar war Professor Roald Hoffmann, Nobelpreisträger für Chemie, zu Gast am Fachbereich Chemie der TU Darmstadt und besuchte dabei u.a. den AK Hess. Unter dem Titel “Chemistry in Art, Art in Chemistry, and the Spiritual Ground they Share” gab er einen Einblick in die Interaktion zwischen Kunst und Chemie. weiter

Open Access-Artikel zu mesoporösem SiO2 vom Typ SBA-15 „Most Accessed“

Unsere 2011 in der Open Access-Zeitschrift Beilstein Journal of Nanotechnology erschienene Arbeit zu mesoporösem SBA-15 „Pore structure and surface area of silica SBA-15: influence of washing and scale-up" wird als einer der Most Accessed-Artikel der Zeitschrift insgesamt angeführt.

Christian M. Schilling erhält Merck-Promotionsstipendium

Zum fünften Mal fördert die Merck`sche Gesellschaft für Kunst und Wissenschaft e.V. hochbegabten wissenschaftlichen Nachwuchs im Fachbereich Chemie. Diesjähriger Stipendiat ist Herr Christian Michael Schilling, der seine Doktorarbeit mit dem Thema „In situ-Spektroskopie von Oxidationsreaktionen über Ceroxid-haltigen Goldkatalysatoren“ in der Physikalischen Chemie im Arbeitskreis von Herrn Prof. Dr. Christian Hess anfertigt. Im Rahmen seines Dissertationsvorhabens wird er mittels der in situ-Spektroskopie Oxidationsreaktionen über Ceroxid-haltigen Goldkatalysatoren untersuchen, um Rückschlüsse auf die Wirkungsweise dieses Katalysators zu erhalten und die Eigenschaften wie Aktivität, Selektivität und Langzeitstabilität zu verbessern. weiter

Kolloquium und Podiumsdiskussion zur Rolle der Chemie in der Zukunft

Veranstaltet vom Ortsverband Darmstadt der Gesellschaft Deutscher Chemiker (GDCh) fand am 26.11. ein Kolloquium und eine Podiumsdiskussion zur Rolle der Chemie in der Zukunft im Maschinenhaus der TU statt. Die Veranstaltung ist Teil des wissenschaftlichen Programms der Reihe „DA stimmt die Chemie“, einem gemeinsamen Projekt der TU Darmstadt, des Unternehmens Merck und der Stadt Darmstadt. Einen Überblick über das komplette Programm gibt die Internetseite www.dastimmtdiechemie.de.

Neue Publikationen

Davids experimentelle und theoretische Arbeiten zur Struktur von dispersem Titanoxid sind in Chem. Phys. Lett. erschienen. Insbesondere konnten mittels Kraftfeldanalyse auf Basis von Modellträgern (siehe Bild) neue Erkenntnisse hinsichtlich der Schwingungsstruktur von hydroxyliertem Titanoxid gewonnen werden.

Sandras detaillierte operando-Arbeiten zum Gassensor- Mechanismus von Indiumoxid in Gegenwart des Analyten Ethanol wurden kürzlich in J. Phys Chem. C veröffentlicht. Glückwunsch!

Promotion von David Nitsche am 20.10.2014

Titel der Dissertation:
Experimentelle und theoretische Untersuchungen zur Schwingungsstruktur an dispersen Vanadium- und Titanoxid

Tag der offenen Tür in der Chemie am 20.09.2014

Beim Tag der offenen Tür stellte sich der Arbeitskreis Oberflächenchemie und Spektroskopie mit 2 Experimenten vor.

  • Vorstellung der Atomlagenabscheide-Anlage und des Funktionsprinzips
  • Halbleiter als Ethanol-Gassensoren
  • ALD-Anlage
  • Prinzip der ALD-Anlage
  • Gassensorik
  • Gassensorik

Promotion von Sandra Sänze am 30.06.2014

Titel der Dissertation:

Synthese, Charakterisierung und in situ spektroskopische Studie des Ethanol-Gassensormechanismus von Indiumoxid

113. Bunsentagung vom 29.-31. Mai 2014 in Hamburg

Der AK Hess ist mit folgenden Beiträgen vertreten:

  • “Atomic layer deposition of nanometer scaled SiO2 films in mesoporous ion-track etched polycarbonate membranes”
    (Vortrag von M.Sc. Nicolas Sobel)
  • “Understanding the catalytic activity of gold supported by nanostructured ceria”
    (Vortrag von Dipl.-Chem. Marno Lohrenscheit)
  • In situ-Ramanmikroskopie an Kompositelektroden für Li-Batterien”
    (Posterbeitrag von Dr.-Ing. Toni Groß)

47. Jahrestreffen Deutscher Katalytiker in Weimar 12.-14.03.14

Der AK Hess ist mit folgenden Beiträgen vertreten:

  • “The role of ceria defects in catalysis: new insights by in situ and operando Raman/FT-IR spectroscopy”
    (Vortrag von Prof. Dr. C. Hess)
  • “Operando spectroscopy of ceria supported gold catalysts”
    (Posterbeitrag von Dipl.-Chem. Marno Lohrenscheit
  • “Vibrational spectroscopy meets theory: new insights in the structure of dispersed vanadia and titania”
    (Posterbeitrag von M.Sc. David Nitsche)

In situ-Raman-Diagnostik an Li-Ionen-Batterien in der Presse

Unsere Arbeiten zur Entwicklung und Anwendung einer neuen in situ-Ramanzelle für Li-Ionen-Batterien wurden kürzlich in der Zeitschrift Renewable Energy Global Innovations als Schlüsselpublikation aufgeführt.

Neues Paper zur Raman-Diagnostik an Li-Ionen-Batterien

Tonis Arbeiten an Kathodenmaterialien für Li-Ionen-Batterien mittels Raman-Diagnostik wurden in der Zeitschrift Journal of Power Sources zur Veröffentlichung angenommen.

Promotion von Jovina Addo-Mensah am 28.10.2013

Titel der Dissertation:

Methoden zur Charakterisierung und Qualitätsprüfung von SCR-Katalysatoren und SCR-beschichteten Partikelfiltern in Dieselfahrzeugen

Neue Einblicke in den Mechanismus der NO2-Einspeicherung in Cerdioxid

Anastasias und Dominics Arbeiten zur Einspeicherung von NO2 in Cerdioxid mittels in situ Raman/FTIR-Spektroskopie sind kürzlich als Communication in PCCP erschienen.

112. Bunsentagung vom 9.-11. Mai 2013 in Karlsruhe

Der AK Hess ist mit folgenden Beiträgen vertreten:

  • “Monitoring gas sensors at work: Operando Raman-FTIR study of ethanol detection by indium oxide”
    (Vortrag von Prof. Dr. Christian Hess).
  • In situ-Ramanspektroskopie an Lithium-Ionen-Batterien”
    (Posterbeitrag von Dr. Toni Groß)
  • “UV Raman spectroscopy and force field analysis of silica supported vanadium oxide catalysts”
    (Posterbeitrag von David Nitsche M.Sc.)
  • “Multi in situ spectroscopy of CeO2 and Au/CeO2”
    (Posterbeitrag von Dipl.-Chem. Marno Lohrenscheit)

Angewandte-Artikel zur Wirkungsweise von Gassensoren

Sandras Arbeiten zur Wirkungsweise von Indiumoxid-Gassensoren mittels operando Raman/FTIR-Spektroskopie wurden vor kurzem in der Zeitschrift Angewandte Chemie veröffentlicht.

Reisestipendium für Vanadiumoxid-Beitrag bei NAM 2013


David erhält für seinen Beitrag “UV Raman Spectroscopy and Force Field Analysis of Silica Supported Vanadium Oxide Catalysts” ein GeCatS-Reisestipendium für die 23. NAM in Louisville (USA). Gratulation!

46. Jahrestreffen Deutscher Katalytiker in Weimar März 15.-13.03.13

Der AK Hess ist mit folgenden Beiträgen vertreten:

  • In situ UV-Raman Spectroscopy and Force Field Analysis on VxOy/SBA-15”
    (Posterbeitrag von David Nitsche M.Sc.)
  • “Multi in situ spectroscopy of CeO2 and Au/CeO2”
    (Beitrag von Dipl.-Chem. Marno Lohrenscheit)

Konfokales Raman-Mikroskop in Betrieb genommen


Im Rahmen des Projekts B8 des SFB 595 wurde ein konfokales Raman-Mikroskop in Betrieb genommen, welches es u.a. ermöglicht, die räumliche Verteilung der Komponenten von Kathodenmaterialien für Li-Ionen-Batterien darzustellen (Raman mapping).

45. Jahrestreffen Deutscher Katalytiker in Weimar 14.-16.03.12

Der AK Hess ist mit folgenden Beiträgen vertreten:

  • In situ UV Raman spectroscopy of dispersed vanadium oxide catalysts”
    (Posterbeitrag von David Nitsche M.Sc.)
  • “Analyse der Einspeicherung von Stickstoffdioxid in Cerdioxid mittels in situ Ramanspektroskopie”
    (Posterbeitrag von Dipl.-Ing. Dominic Stranz)

Tag der offenen Tür in der Chemie am 24.09.11

Beim Tag der offenen Tür stellte sich der Arbeitskreis Oberflächenchemie von Nanomaterialien mit 3 Experimenten vor.

  • Synthese von SBA-15
  • Ramanspektroskopie an Li-Ionen Batterien
  • Oberflächenanalytik mit XPS

Weitere Fotos findet man hier.

Neues Buch zu nanostrukturierten Katalysatoren erschienen

weitere Informationen

Neuer Artikel zur Struktur von Vanadiumoxid-Katalysatoren

Rita’s Arbeiten zur Struktur von Vanadiumoxid auf SiO2-Trägermaterialien sind kürzlich in Catalysis Science & Technology erschienen.

110. Bunsentagung vom 2.-4. Juni 2011 in Berlin

 Ausschnitt Ankündigungsplakat Bunsentagung 2011
Ausschnitt Ankündigungsplakat Bunsentagung 2011

Der AK Hess war mit folgenden Beiträgen vertreten:

  • In situ Ramanspektroskopie von Interkalationsbatterien” (Vortrag, Dipl.-Ing. Toni Gross)
  • In situ spektroskopische Studie des Gassensor-Mechanismus von In2O3”(Poster 6.26, Dipl.-Chem. Sandra Sänze)
  • In situ ramanspektroskopische Analyse der Einspeicherung von Stickstoffdioxid in Cerdioxid” (Poster 6.27, Dipl.-Ing. Dominic Stranz)

Promotion von Jörg Thielemann am 14.02.2011

Jörg Thielemann mit Betreuer Christian Hess, Doktorhut
Jörg Thielemann mit Betreuer Christian Hess, Doktorhut

Titel der Dissertation:

Synthesis, characterization and in situ catalyis of silica SBA-15 supported molybdenum oxide model catalysts