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    Methanol und Wasser zu Wasserstoff und Chemikalien Methanol and water to hydrogen and chemicals

    Photokatalyse in der Gasphase: Oxidation von Methanol mit Wasser zu Formaldehyd und Wasserstoff sowie verschiedenen Nebenprodukten. DRIFTS und EPR zeigen den Reaktionsmechanismus. Photocatalysis in the gas phase: methanol oxidation with water to formaldehyde and hydrogen as well as several byproducts. DRIFTS and EPR show the reaction mechanism.
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    Muhler
    Prof. Dr. Martin Muhler - Industrielle Redoxkatalyse Prof. Dr. Martin Muhler - Industrial Redox Catalysis
    Heterogene Katalysatoren sind für die großindustrielle Produktion unverzichtbar und bilden auch zahlreiche Anwendungen in Raffinerien, bei der Energiewandlung und im Umweltschutz. Bislang beruhte ihre Entdeckung und Optimierung oft dem Trial-and-Error-Prinzip. Es gibt nur wenige Beispiele, in denen ein umfassendes Verständnis ihrer Wirkungsweise auf atomarer Ebene erreicht wurde. Heterogeneous catalysts are essential for the majority of all chemical processes in industry. In addition, they find numerous applications in refineries and in energy conversion, and they help to protect the environment. Nevertheless, their discovery and their optimization has often been based on trial and error, and there are only a few cases, in which a complete understanding on the atomic level was achieved.

    Der Lehrstuhl betreibt Grundlagenforschung auf dem Gebiet der heterogenen Katalyse. Die wissenschaftliche Herausforderung ist die Aufklärung der Reaktionen auf atomarer Ebene und deren Zusammenspiel mit der komplexen Oberflächenchemie katalytisch aktiver Festkörper. Die untersuchten Reaktionen gehören zur industriellen Redoxchemie. Die Reduktionskatalyse umfasst die Methanol-, Fischer-Tropsch- und höhere Alkoholsynthese unter Verwendung von Synthesegas unter Hochdruckbedingungen sowie die Hydrierung von ungesättigten organischen Molekülen. Die Oxidationskatalyse konzentriert sich auf die selektive Oxidation von Alkoholen in der Gasphase und in der Flüssigphase. Vor einiger Zeit sind wir in die Elektrokatalyse mit kohlenstoffbasierten Materialien, die heterogenen Photokatalyse und in die Plasmakatalyse eingestiegen. Die Flüssigphasenoxidation und die Elektrokatalyse erfordern ein tieferes Verständnis von solvatationsbezogenen Phänomenen. The Laboratory of Industrial Chemistry performs fundamental research in heterogeneous catalysis. The scientific challenge is the elucidation of the reactions on the atomic level and their interplay with the complex surface chemistry of catalytically active solids. The investigated reactions belong to industrial redox chemistry. Reduction catalysis comprises methanol, Fischer-Tropsch and higher alcohol synthesis using syngas (CO, CO2, H2) under high-pressure conditions, and the hydrogenation of unsaturated organic molecules. Oxidation catalysis focuses on the selective oxidation of alcohols in the gas phase and in the liquid phase. Recently, we entered the fields of electrocatalysis using carbon-based materials, heterogeneous photocatalysis, and plasma catalysis. Liquid-phase oxidation and electrocatalysis require a deeper understanding of solvation-related phenomena.
    Muhler
    Prof. Dr. Bastian Mei - Energie- und Umweltkatalyse Prof. Dr. Bastian Mei - Energy and Environmental Catalysis
    The chemical transformation of small abundant molecules and bio-based compounds is essential for sustainable development of various industrial sectors. In line with the Global Goals, our research creates fundamental knowledge essential for the development of catalytic materials and their integration into emerging process concepts for energy conversion systems, and contributes to industrial decarbonization and process circularity.

    We combine our knowledge in physical chemistry and engineering to study complex multiphase (solid/gas/liquid) catalytic reaction systems stimulated by (solar) light or electrical energy. Moreover, we integrate thermal energy or other stimuli to synergistically improve catalytic performances. Reactions of interest include water oxidation, production of oxidizing chemicals, hydrogen generation, selective alcohol oxidation, oxidative decarboxylation of carboxylic acids and purification of (industrial) waste streams using metal oxides and carbon based compounds.
    The chemical transformation of small abundant molecules and bio-based compounds is essential for sustainable development of various industrial sectors. In line with the Global Goals, our research creates fundamental knowledge essential for the development of catalytic materials and their integration into emerging process concepts for energy conversion systems, and contributes to industrial decarbonization and process circularity.

    We combine our knowledge in physical chemistry and engineering to study complex multiphase (solid/gas/liquid) catalytic reaction systems stimulated by (solar) light or electrical energy. Moreover, we integrate thermal energy or other stimuli to synergistically improve catalytic performances. Reactions of interest include water oxidation, production of oxidizing chemicals, hydrogen generation, selective alcohol oxidation, oxidative decarboxylation of carboxylic acids and purification of (industrial) waste streams using metal oxides and carbon based compounds.
    Muhler
    Dr. Baoxiang Peng - Dreiphasige Redoxkatalyse Dr. Baoxiang Peng - Three-Phase Redox Catalysis
    Unsere Forschung betreibt Grundlagenforschung auf dem Gebiet der heterogenen Redoxkatalyse in der Flüssigphase unter milden Bedingungen und zielt auf ein umfassendes Verständnis für dreiphasige katalytische Redoxreaktionen ab. Durch die Entwicklung maßgeschneiderter heterogener Katalysatoren wollen wir die Effizienz chemischer Redoxprozesse erhöhen. Our research performs fundamental research in the area of heterogeneous redox catalysis in the liquid phase under mild conditions and aims at obtaining a comprehensive understanding for three-phase catalytic redox reactions. By developing tailor-made heterogeneous catalysts, we aim at increasing the efficiency of chemical redox processes.

    Die thermischen Redoxkatalyse-Experimente werden bei Temperaturen unter 200 °C in der Flüssigphase durchgeführt, um die Erhaltung der kinetischen Kontrolle sowie spezifischer Materialeigenschaften wie Defekte zu gewährleisten, die durch gezielte Katalysatorsynthese bewusst hergestellt wurden. Niedrige Temperaturen schließen zusätzlich den Mars - van Krevelen - Mechanismus aus, indem sie die Massendiffusion von Sauerstoffanionen in Oxiden verhindern. Die Reduktionskatalyse ist fokussiert auf die Hydrierung von Nitrobenzol sowie die Hydrierung/Hydrogenolyse von aus Biomasse gewonnenen Plattformchemikalien wie Glycerin, Phenol und HMF. Die Oxidationskatalyse umfasst die selektive Oxidation von Alkoholen und die anspruchsvolle C H-Bindungsaktivierung von Kohlenwasserstoffen wie Cyclohexen, Cyclohexan und Toluol. Die Oxidation in der Flüssigphase erfordert ein tieferes Verständnis der mit der Solvatation verbundenen Phänomene. The reaction conditions of thermal redox catalysis experiments are chosen at temperatures below 200 °C in the liquid phase to guarantee conservation of the kinetic control of specific materials properties such as defects that have been deliberately adjusted by targeted catalyst synthesis. Reduction catalysis focuses on the hydrogenation of nitrobenzene and the hydrogenation/hydrogenolysis of biomass-derived platform chemicals such as glycerol, phenol and 5-hydroxymethylfurfural (HMF), whereas oxidation catalysis comprises the selective oxidation of alcohols and the challenging C H bond activation of hydrocarbons like cyclohexene, cyclohexane and toluene. Low temperatures also exclude the Mars - van Krevelen mechanism by avoiding bulk diffusion of oxygen anions in oxides. Liquid-phase oxidation requires a deeper understanding of solvation-related phenomena.

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    Prof. Dr. Martin Muhler Prof. Dr. Bastian Mei SekretariatSecretary's office

    Lehrstuhl für Technische ChemieLaboratory of Industrial Chemistry
    Ruhr-Universität BochumRuhr-University Bochum
    Universitätsstraße 150
    Gebäude NBCF 04/690NBCF 04/690
    44801 Bochum
    Tel: +49 234 32 28754
    E-mail: martin.muhler@rub.de

    Lehrstuhl für Technische ChemieLaboratory of Industrial Chemistry
    Ruhr-Universität BochumRuhr-University Bochum
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    Gebäude NBCF 04/686NBCF 04/686
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    Tel: +49 234 32 24121
    E-mail: bastian.mei@rub.de

    FrauMs. Mareike Rohlf
    Lehrstuhl für Technische ChemieLaboratory of Industrial Chemistry
    Ruhr-Universität BochumRuhr-University Bochum
    Universitätsstraße 150
    Gebäude NBCF 04/690NBCF 04/690
    44801 Bochum
    Tel: +49 234 32 28754
    Fax: +49 234 32 14115
    E-mail: ltc@techem.rub.de

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    Dieses neu erschienene Lehrbuch vermittelt die Grundlagen und alle relevanten Aspekte der Katalysatorsynthese, Charakterisierung und Anwendung in geeigneten Reaktoren.  weiter... This newly published advanced textbook provides the fundamentals and all relevant aspects of catalyst synthesis, characterization and application in suitable reactors.  more...
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