Das Konzept der Single-Site- oder Single-Atom-Katalyse bezieht sich häufig auf Systeme, bei denen einzelne Hetero-Atome auf einer bestimmten Substratoberfläche immobilisiert sind, und befindet sich zu Recht an der Schnittstelle zwischen der eigentlichen homogenen Katalyse und der eigentlichen heterogenen Katalyse, wobei versucht wird, die Vorteile beider Bereiche zu kombinieren und gleichzeitig ihre Nachteile zu beheben.

In diesem Projekt wenden wir das Konzept der heterogenen Einzelmetall-Katalyse auf die aktuellen Herausforderungen der heterogenen Photokatalyse an, indem wir die Photokatalysator-Oberfläche mit atomaren Co-Katalysatoren modifizieren, die Wechselwirkung mit dem Träger verstehen und ihre Leistung bei der photokatalytischen Wasserspaltung und der Umwandlung von CO2 in Kraftstoff entschlüsseln.

Veröffentlichungen:

Unsere Arbeiten zur Entwicklung edelmetallfreier Cokatalysatoren (siehe obigen Abschnitt) dienen als Plattform für die Entwicklung des Konzepts der Single-Site-Photokatalyse: Zu diesem Zweck wenden wir die so genannte Site-Isolation-Strategie an und entwickeln adsorptionsbegrenzte Imprägnierungsprotokolle, die darauf abzielen, die Cokatalysator-Spezies am Beispiel der vielversprechendsten erdgebundenen Cu- und Ni- sowie der edlen Pt- und Au-Systeme zu verkleinern. Unsere erste Veröffentlichung , öffnet eine externe URL in einem neuen Fensterzeigt, dass die Modifizierung der Substratoberfläche (z. B. mit anorganischen Säuren) einen starken Einfluss auf die Ablagerung und Struktur des Co-Katalysators hat und dass die TOF-Werte des HER stark ansteigen - entsprechend mehr einzelnen, isolierten Stellen -, wenn niedrigere Co-Katalysatorladungen verwendet werden.