Reaktivitätsstudien zur Aktivierung kleiner Kohlenwasserstoffe an ...

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3. Ergebnisse
Cobalt kommt in der industriellen Katalyse unter anderem in der Fischer-Tropsch-Synthese
und der Oxosynthese, genauer der Hydroformylierung, zum Einsatz. Die Olefin-Kohlenmon-
oxid-Kupplungsreaktion in Gegenwart von Wasserstoff zum nächsthöheren Aldehyd, die Hy-
droformylierung, wird mit Cobalt oder Rhodium-Katalysatoren durchgeführt [1][54]. Bishe-
rige Reaktivitätsstudien von Cobaltmonomer-Kationen zeigten bereits die Aktivierung von
Kohlenstoff-Kohlenstoff- und Kohlenstoff-Wasserstoff-Bindungen von gesättigten [55][56]
und ungesättigten Kohlenwasserstoffen [55][56][57]. Benzol als einfaches aromatisches Sys-
tem adsorbiert leicht auf vielen Übergangsmetalloberflächen [58]. Die molekulare Adsorpti-
on auf Co(0001) bei Raumtemperatur wurde von Habermehl-Ćwirzeń et al. beobachtet [59].
Die im Rahmen dieser Arbeit untersuchten Cobaltcluster widmen sich dem nichtskalierbaren
Größenbereich, der zwischen dem einzelnen Atom und der Oberfläche liegt. Durch die un-
terschiedliche Geometrie und die unterschiedliche Koordinierung der einzelnen Atome kann
die Reaktivität deutlich clustergrößenabhängig sein. Katalytisch interessant ist die beobach-
tete Tatsache, dass sich die Reaktivität von Metallclustern durch weitere Atome, so genannte
ad-Atome, ändern kann. Freas et al. [60] zeigten dies am Beispiel von kationischen Cobalt-
dimeren. Diese reagieren mit einem Kohlenmonoxid mit einer um zwei Größenordnungen
größeren absoluten Geschwindigkeitskonstanten [60]. Speziell für die experimentellen Mo-
delle von katalytischen Zyklen ist es von großem Interesse, die Unterschiede in der Reaktivität
von reinen
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Clustern zu solchen mit ad-Atomen zu untersuchen. Die detaillierte Kenntnis der
Umsetzungen von Clustern mit nur einem Reaktanden ist hierfür natürlich die Grundlage.
Bekannt ist die Fähigkeit einiger Übergangsmetalle, Alkane zu aktivieren. Dies macht sie
zu potentiellen Katalysatoren. Balteanu et. al. zeigten bereits für Rhodiumcluster-Kationen
die einfache und zweifache Dehydrierung von Ethan [61]. Es war demnach möglich, die
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