Der elektronische Faktor in der Alkanoxidationskatalyse

Abstract

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der fundamentalen Frage, inwieweit halbleiterphysikalische Konzepte nützlich sind, um die Arbeitsweise heterogener Oxidationskatalysatoren zu beschreiben und ob es mithilfe dieser Konzepte sogar möglich ist, zwischen selektiven und unselektiven Reaktionspfaden zu differenzieren. Mit In-situ-Röntgenphotoelektronenspektroskopie konnte am Beispiel der Oxidation von n-Butan zu Maleinsäureanhydrid über dem hochselektiven Katalysator Vanadylpyrophosphat und der mäßig selektiven MoVTeNbOx-M1-Phase anhand der Gasphasenabhängigkeit der Austrittsarbeit, der Elektronenaffinität und der Oberflächenpotentialbarriere gezeigt werden, dass sich diese Katalysatoren wie halbleitende Gassensoren mit einem dynamischen Ladungstransfer zwischen Volumen und Oberfläche verhalten. Demgegenüber hat die Gasphase nur einen geringen Einfluss auf die Halbleitereigenschaften des Verbrennungskatalysators V₂O₅, und es wurde in diesem Fall keine dynamische Oberflächenpotentialbarriere beobachtet. Das Oberflächenpotential wird demnach als Deskriptor für selektive Katalysatoren vorgeschlagen

Lanthanum modified Fe-ZSM-5 zeolites for selective methane oxidation with H2O2

“…[27][28][29] In the homolytic activation mechanism, the C−H bond is activated by charge transfer between methane and catalyst surface to form the alkyl radical and a formally H radical. 25,26,30 For the iron-based catalyst, it has been reported that heterolytic C−H dissociation is commonly observed over low-valence Fe sites (e.g., 2+) conjugated with a strong basic site, while the homolytic C−H cleavage occurs on high-valence Fe sites. 25 Besides these two generic reaction mechanisms, a Fenton-type mechanism of C−H activation has also been reported.…”