Stickoxide (NOx) gehören zu den Hauptschadstoffen der Luftumgebung, die als die Hauptursachen für Dunst, photochemischen Smog, sauren Regen, Ozonabbau und den Treibhauseffekt bekannt sind. Die selektive katalytische Reduktion mit Ammoniak als Reduktionsmittel (NH3-SCR) hat sich als effektive Methode zur Entfernung von Stickoxiden (DeNOx) erwiesen. Frühere Studien haben berichtet, dass oxidische Katalysatoren auf Basis von Cer einen weiten Bereich an Betriebstemperaturen ermöglichen und hohe katalytische Aktivitäten in NH3-SCR-Reaktionen aufweisen. Mesoporöse Materialien (z.B. SBA-15) werden als gut geeignete Trägermaterialien für Metalloxide angesehen, um eine große spezifische Oberfläche bereitzustellen und stabilisierend zu wirken. Daher adressiert diese Arbeit die Synthese von Cerdioxid-basierten mesoporösen Katalysatoren unter Verwendung von SBA-15 als Trägermaterial sowie deren Anwendung in der NH3-SCR-Reaktion. Es wurde zunächst das einfachste System, bestehend aus Ceroxid auf mesoporösem SBA-15 (CeO2/SBA-15), betrachtet. Um eine gute Dispersion von Cerdioxid auf der inneren Oberfläche der Poren zu erreichen, wurden zwei Arten von Proben durch Festkörperimprägnierung (SSI) hergestellt, und zwar basierend auf SBA-15 mit Templat (asSBA-CeO2) und SBA-15 ohne Templat (tfSBA-CeO2). Die katalytischen Tests zeigen, dass die DeNOx-Performanz durch die Gegenwart des Templats P123 im Falle von asSBA-CeO2 verbessert wurde. Mit Hilfe von in situ-Charakterisierungen konnte die Wirkung von P123 während des Syntheseprozesses herausgearbeitet werden. So kann die gute Dispersion von asSBA-15-geträgertem Cerdioxid darauf zurückgeführt werden, dass das Templat P123 einerseits eine physikalische Rolle spielt, um das Wachstum von Cerdioxid zu begrenzen, andererseits eine chemische Rolle bei der gleichzeitig stattfindenden katalytischen Reduktion des Ceroxids. Mittels in situ-DRIFT-Spektroskopie wurden die Änderungen der Oberflächenspezies als Funktion des zugeführten Gases, der Zeit und der Temperatur analysiert, um mechanistische Einblicke zu erhalten. Die Ergebnisse zeigen, dass zwei aktive Spezies, -NH2 und NO-, an der NH3-SCR-Reaktion über CeO2/SBA-15-Katalysatoren beteiligt sind. Darüber hinaus ermöglicht es die Analyse der Banden innerhalb von 2100-2200 cm-1, welche typischerweise Dreifachbindungen zugeordnet werden, die Bildung des Nebenprodukts N2O durch Überoxidation von NH3 abzuleiten. Darüber hinaus wird die Koexistenz der L-H- und E-R-Routen für die NH3-SCR-Reaktion über CeO2/SBA-15 nachgewiesen. In Anbetracht der geringen Reaktivität von reinem CeO2 in der NH3-SCR-Reaktion wurde ein zweites Metalloxid hinzugefügt, um MOx-CeO2-Paare zu bilden, mit der Erwartung, dass die katalytische Leistung durch den synergistischen Effekt der M-O-Ce-Spezies verbessert wird. Zunächst wurde Cerdioxid mit einer breiten Auswahl an sekundären Metallelementen gemischt und SBA-CeCuO, SBA-CeMnO, SBA-CeNiO, SBA-CeMgO und SBA-CeLaO hergestellt, wobei SBA-CeO2 als Referenz diente. Die katalytischen Tests zeigten, dass die Mischung mit variablen Metallen (Cu, Mn, Ni) zu einer verbesserten DeNOx-Performanz führte, während die Mischung mit permanenten Metallen (Mg, La) zu einer geringeren Leistung führte. Dieses Verhalten zeigt, dass die Redoxfähigkeit und nicht die Acidität zur NH3-SCR-Reaktivität beiträgt. Auf Basis seiner katalytischen Performanz und aufgrund seiner breiten Anwendung in verschiedenen katalytischen Systemen wurde der CuO-CeO2-Katalysator für eine detaillierte Analyse ausgewählt. Als Träger für die Synthese von CuO-CeO2/SBA-15 wurde Templat-enhaltendes und templatfreies SBA verwendet und der Syntheseprozess von CuO-CeO2/SBA-15 u.a. mittels in situ-Raman-, DRIFT- und DR-UV-Vis-Spektroskopie verfolgt. Die Ergebnisse zeigen, dass die Synthese je nach Träger unterschiedlich abläuft, und zwar einerseits über eine thermische Zersetzung (asSBA-15), andererseits über eine hydrothermale Zersetzung (tfSBA-15). Im ersten Fall wird eine gemischten CuO-CeO2-Phase mit ausgeprägten Redoxeigenschaften erhalten, was die Reaktivität bei niedrigen Temperaturen begünstigt, aber eine geringe N2-Selektivität mit sich bringt, während im zweiten Fall getrennte CuO- und CeO2-Phasen mit gemäßigten Redoxeigenschaften entstehen, was einen breiten Arbeitsbereich und hohe Arbeitstemperaturen begünstigt. Die Ergebnisse weisen darauf hin, dass die Katalysatorsynthese, die Struktur und Eigenschaften des Katalysators und die katalytische Performanz miteinander verknüpft sind. Aufgrund seiner hervorragenden DeNOx-Performanz wurde ein weiterer bimetallischer Oxidkatalysator, basierend auf MnOx-CeO2 auf SBA-15, hergestellt. Mittels in situ-Charakterisierung wurde der gesamte Prozess von der Katalysatorsynthese bis zur Anwendung in der NH3-SCR-Reaktion untersucht. Die Ergebnisse für den Syntheseprozess zeigen wiederum verschiedene Herstellungswege bei Verwendung der zuvor beschriebenen Trägermaterialien (asSB-15, tfSBA-15). In situ-DRIFT-Spektren zeigen, dass der Mechanismus der NH3-SCR-Reaktion über MnOx-CeO2/SBA-15 hauptsächlich der E-R-Route folgt und die schnelle Regeneration von -NH2 durch die ausgeprägten Redox-Eigenschaften zu der hohen Reaktivität beiträgt. Die Atomlagenabscheidung (ALD) wurde als weitere vielversprechende Methode eingesetzt, um aktive Metalloxide auf mesoporösen Materialien zu verankern. Zunächst wurden VOx/TiO2/SBA-15-Katalysatoren mittels ALD hergestellt, um die Anwendbarkeit von mesoporösem Pulver als Abscheidungssubstrat bei ALD-Prozessen zu untersuchen. Die Ergebnisse zeigen, dass die präparierte Probe wie erwartet eine große Oberfläche besitzt und die Beladung mit VOx durch die Anzahl der ALD-Zyklen kontrolliert werden kann. In einer weiteren Studie wurden mittels ALD SiO2-Atomschichten auf hergestelltem CeO2/SBA-15 kontrolliert abgeschieden, um die Aktivität der gebildeten Ce-O-Si-Spezies zu untersuchen. Aufgrund der Sandwich-Struktur von SiO2/CeO2/SiO2 und der durch ALD kontrollierbaren Ce-O-Si-Konzentration konnte Ce-O-Si als aktives Zentrum für die NH3-SCR-Reaktion identifiziert werden, basierend auf der Proportionalität zwischen der NOx-Umwandlung und der Bedeckung bis hin zur vollständigen Bedeckung der Oberfläche mit SiO2. Darüber hinaus zeigte die SiO2-beschichtete Probe eine bessere SO2-Beständigkeit als reines CeO2/SBA-15. In einer ALD-Studie zum Einfluß der Synthesebedingungen auf die Reaktivität, wurde VOx/CeO2/SBA-15 durch Abscheidung von VOx auf CeO2/SBA-15 einerseits über das übliche ALD-Verfahren, andererseits über ein ortsselektives ALD (SSALD)-Verfahren hergestellt. Dieses SSALD-Verfahren wird hier zum ersten Mal vorgeschlagen und enthält als wichtigen Schritt vor dem ALD-Verfahren die Vorbehandlung des Substrats mit dem Reaktionsgas der Zielreaktion (NH3-SCR). Die Ergebnisse zeigen für die mit dem SSALD-Verfahren beschichtete Probe eine bessere DeNOx-Performanz, welche mittels IR-Untersuchungen auf den Austausch von OH-Gruppen durch NHx und NxOy während der Behandlung mit dem SCR-Reaktionsgas zurückgeführt werden kann. Dabei zeigte sich die NHx-Spezies gegenüber dem Vanadium-ALD-Prekursor inert, so dass die NH3-aktiven Zentren erhalten blieben, während die NxOy-Spezies unter Umwandlung von freiem Wasser in OH-Gruppen desorbiert wurde, was zu einer verstärkten Abscheidung der VOx-Spezies führte. Während der Untersuchung des Syntheseprozesses durch in situ-Charakterisierung zeigte sich die Bedeutung der Behandlung mit Reaktionsgas für die endgültige Katalysatorstruktur und die NH3-SCR-Reaktivität. Um die vorgeschlagene Korrelation zwischen der Behandlung mit dem Reaktionsgas während der Synthese und der katalytischen Zielreaktion näher zu untersuchen, wurden CeO2/SBA-15-Katalysatoren nach dem SSI-Verfahren hergestellt und in verschiedenen Gasatmosphären kalziniert, von reduktiven (NH3) bis zu oxidativen (O2) Bedingungen. Unter den hergestellten Proben zeigte die im Reaktionsgas kalzinierte Probe die beste katalytische Performanz. Raman- und DR-UV-Vis-Spektren zeigen für diese Probe die Gegenwart von Ceroxid mit einer gemäßigten Anzahl an Sauerstoffleerstellen, was zu der hohen NOx-Umwandlung durch optimierte Adsorption von NH3 beitragen könnte. Insgesamt stellt die Korrelation zwischen der Synthesereaktion und der katalytischen Zielreaktion ein interessantes Thema für zukünftige Untersuchungen an anderen Katalysatorsystemen dar, wobei die in situ-Spektroskopie ein leistungsfähiges Werkzeug für die Untersuchung der zugrundeliegenden chemischen Vorgänge darstellt.