Rationele katalysator optimalisatie via geavanceerde microscopie

Heterogene katalysatoren vergemakkelijken chemische reacties. Deze vaste materialen worden gewoonlijk gekarakteriseerd door een groot aantal (tot miljarden) katalysatordeeltjes in één keer te analyseren, en leveren zo globale informatie over hun eigenschappen. Hoewel deze benadering op grote schaal wordt toegepast in het katalyseonderzoek, gaat zij voorbij aan de intrinsieke variabiliteit binnen de katalytische materialen. Inzichten in deze heterogeniteiten kunnen worden verkregen door de eigenschappen van individuele katalysatordeeltjes in meer detail te bestuderen met microscopie. De afgelopen decennia hebben zo verschillende microscopiemethoden hun weg gevonden naar katalyseonderzoek, waarbij de nadruk vooral ligt op het oplossen van fijne structurele details en de elementaire samenstelling. Aanvullende moleculaire informatie op de kleinste lengteschalen is vaak niet beschikbaar. Gestimuleerde Ramanmicroscopie (SRS-microscopie) is een veelbelovende chemische beeldvormingstechniek die Ramanverstrooiing gebruikt om materialen snel, label-vrije en in 3D op te meten met een sub-micrometer resolutie. Hoewel de kracht ervan in verschillende biomedische studies is aangetoond, loopt de ontwikkeling van deze techniek in materiaal- en katalyseonderzoek achter. Deze PhD thesis heeft als doel SRS-microscopie testen te ontwikkelen om de chemische details van zeolietkatalysatoren ruimtelijk te resolveren op niveau van de individuele deeltjes. De impact van synthese en postsynthetische behandelingscondities op de structurele en samenstellende eigenschappen van verschillende zeolieten werd onderzocht met behulp van geavaneerde Ramankarakterisatie gebruik makende van sondemoleculen. De resultaten illustreren de mogelijkheden van SRS-microscopie als gevoelig instrument voor katalysatorkarakterisatie in het algemeen. Bovendien maken de inzichten die door geavanceerde vibrationele spectroscopie werden verkregen, een rationelere materiaaloptimalisatie mogelijk.