Catalytic Methanol Oxidation over Copper: Observation of Reaction-Induced Nanoscale Restructuring by Means of In Situ Time-Resolved X-ray Absorption Spectroscopy

Abstract

The catalytically active copper phase for the partial oxidation of methanol is studied by means of time-resolved extended X-ray absorption fine structure (EXAFS) spectroscopy combined with the detection of the catalytic turnover. It is found that the active form of the copper is a strained nanocrystalline form of the metal. The metal is no longer made up from large crystallites but contains a defect structure in which oxygen is already intercalated. Die zeit-aufgelöste ausgedehnte Feinstruktur der Röntgenabsorptionskante (EXAFS) wurde zur Untersuchung der katalytisch aktiven Kupferphase bei der Partialoxidation von Methanol analysiert und mit Messungen des katalytischen Umsatzes kombiniert. Es konnte gezeigt werden, daß die aktive Kupferphase sich als eine verzerrte nanokristalline Form des Metall darstellen läßt, die nicht mehr aus großen Nanokristalliten aufgebaut ist, sondern eine Defektstruktur besitzt, in der Sauerstoff intercaliert ist.