Gegenstand der vorliegenden Arbeit ist einerseits die Herstellung ligandenstabilisierter Platin-Nanopartikel und andererseits die Charakterisierung von monometallischen Platin- und bimetallischen Platin-Zinn-Nanopartikeln durch die Photoelektronenspektroskopie (XPS). Einsatzgebiet der Partikel ist die heterogene Katalyse. Die Synthese der Platin-Nanopartikel basiert auf Methoden aus der Literatur, durch Variation der Reaktionsbedingungen konnten Partikel mit anderen als den in der Originalliteratur beschriebenen Größen und Strukturen hergestellt werden. Den Schwerpunkt der XPS-Untersuchungen bilden Messungen an bimetallischen Platin-Zinn-Nanopartikeln, in diesen liegt das Platin in metallischer Form vor, während das Zinn oxidiert ist. Die quantitative Auswertung ergibt, dass das Zinn für die meisten Partikelarten an der Oberfläche angereichert ist. Weiterhin wurde untersucht, inwiefern sich die Partikeleigenschaften durch eine thermische Behandlung verändern. <dt.>
In this work, the results of syntheses of ligand-stabilzed platinum nanoparticles and the characterization of monometallic platinum and bimetallic platinum-tin nanoparticles by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) are presented. The field of applications of the particles is heterogeneous catalysis. The syntheses of platinum nanoparticles are based on concepts adopted from the literature. By variation of the reaction conditions, particles with sizes and shapes which are not described in the original literature could be obtained. The focus of the XPS-measurement was the characterization of Pt-Sn nanoparticles. In these particles, platinum is metallic while tin is in an oxidized state. The quantitative analysis reveals that tin is enriched at the surface for most of the particles. Changes of the particle properties after a thermal treatment were also investigated. <engl.>
Im Rahmen dieser Doktorarbeit werden die morphologischen und elektronischen Eigenschaften von dünnen Ceroxidschichten (CeO_2) auf einem (0001) Rutheniumeinkristall als Modellsystem für die heterogene Katalyse untersucht. Im Fokus stehen Sauerstofffehlstellen in der O-Ce-O Oxidfilmstruktur, welche maßgeblich für die katalytische Aktivität des Modellsystems sind. Im selben Fokus steht die Verteilung der Kupfernanopartikel auf der Oberläche. Kupfer bevorzugt es eher Elektronen an die Oxidschicht abzugeben, was als Konsequenz eine Reduktion der Ce ionen von einem Ce^4+ zu einem Ce^3+ Ladungszustand mit sich bringt. Ein klarer Hinweis dafür lässt sich mittels XPS finden. Der Einfluss ist stark genug, um höchsten Reduktionsgrad der Filme, von 17% auf über 50% zu treiben. Dieser Reduktionsgrad ergibt eine Anzahl an Ce^3+ Ionen, welche vergleichbar mit der aus der Bixbyitestoichiometrie (Ce_2O_3) ist. <dt.>
The outline of this PhD thesis is concerned with the study of morphologic and electronic characteristics of cerium dioxide (111) thin films on a ruthenium (0001) crystal as a model system for heterogenous catalysis. The focus in this thesis is on oxygen vacancies in the O-Ce-O oxide layers, which control the catalytic activity of the model system and are introduced by annealing the film at highly reducing conditions. Under the same focus is the distribution of the copper nano-particles on the surface of the oxide films. Copper rather prefers to donate charges to Ce ions in the film that consequently transform from Ce^4+ to Ce^3+. Clear evidence for this comes from XPS investigations. The impact of the copper ad-particles on the degree of reduction is strong enough to drive the highest degree of reduction from former 17% to over 50% in the near surface regime. This means the amount of Ce^3+ ions in the film is comparable to that of the bixbyite stoichiometry of ceria (Ce_2O_3). <engl.>
Im Rahmen dieser Doktorarbeit werden die morphologischen und elektronischen Eigenschaften von dünnen Ceroxidschichten (CeO_2) auf einem (0001) Rutheniumeinkristall als Modellsystem für die heterogene Katalyse untersucht. Im Fokus stehen Sauerstofffehlstellen in der O-Ce-O Oxidfilmstruktur, welche maßgeblich für die katalytische Aktivität des Modellsystems sind. Im selben Fokus steht die Verteilung der Kupfernanopartikel auf der Oberläche. Kupfer bevorzugt es eher Elektronen an die Oxidschicht abzugeben, was als Konsequenz eine Reduktion der Ce ionen von einem Ce^4+ zu einem Ce^3+ Ladungszustand mit sich bringt. Ein klarer Hinweis dafür lässt sich mittels XPS finden. Der Einfluss ist stark genug, um höchsten Reduktionsgrad der Filme, von 17% auf über 50% zu treiben. Dieser Reduktionsgrad ergibt eine Anzahl an Ce^3+ Ionen, welche vergleichbar mit der aus der Bixbyitestoichiometrie (Ce_2O_3) ist. <dt.>
The outline of this PhD thesis is concerned with the study of morphologic and electronic characteristics of cerium dioxide (111) thin films on a ruthenium (0001) crystal as a model system for heterogenous catalysis. The focus in this thesis is on oxygen vacancies in the O-Ce-O oxide layers, which control the catalytic activity of the model system and are introduced by annealing the film at highly reducing conditions. Under the same focus is the distribution of the copper nano-particles on the surface of the oxide films. Copper rather prefers to donate charges to Ce ions in the film that consequently transform from Ce^4+ to Ce^3+. Clear evidence for this comes from XPS investigations. The impact of the copper ad-particles on the degree of reduction is strong enough to drive the highest degree of reduction from former 17% to over 50% in the near surface regime. This means the amount of Ce^3+ ions in the film is comparable to that of the bixbyite stoichiometry of ceria (Ce_2O_3). <engl.>