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Identifizierung von Oberflächenzentren an Pt-Mordenitkatalysatoren für die Hydroisomerisierung mittels Sondenmoleküladsorption

MPS-Authors
/persons/resource/persons21766

Kröhnert,  Jutta
Inorganic Chemistry, Fritz Haber Institute, Max Planck Society;

/persons/resource/persons22257

Wrabetz,  Sabine
Inorganic Chemistry, Fritz Haber Institute, Max Planck Society;

/persons/resource/persons21673

Jentoft,  Friederike C.
Inorganic Chemistry, Fritz Haber Institute, Max Planck Society;

/persons/resource/persons22071

Schlögl,  Robert
Inorganic Chemistry, Fritz Haber Institute, Max Planck Society;

Thomson,  Stuart
Max Planck Society;

Locator
There are no locators available
Fulltext (public)

jentoft_ptmordenit_weimar2004.pdf
(Any fulltext), 196KB

Supplementary Material (public)
There is no public supplementary material available
Citation

Kröhnert, J., Wrabetz, S., Jentoft, F. C., Schlögl, R., Thomson, S., Weiss, P.-A., et al. (2004). Identifizierung von Oberflächenzentren an Pt-Mordenitkatalysatoren für die Hydroisomerisierung mittels Sondenmoleküladsorption. Poster presented at XXXVII. Jahrestreffen Deutscher Katalytiker, Weimar.


Cite as: http://hdl.handle.net/11858/00-001M-0000-0011-0D0D-1
Abstract
Einleitung Pt-promotierter Mordenit ist ein Katalysator für die Hydroisomerisierung von n Pentan. Wir haben Oberflächenzentren verschieden aktiver sowie Pt-freier Proben durch Adsorption von n-Butan (Modellalkan) und CO charakterisiert und Daten aus IR-Spektroskopie, Mikrokalorimetrie und katalytischen Messungen korreliert. Experimente Pt-promotierter Mordenit wurde durch Imprägnierung von NH4-Mordenit (aus Na-Mordenit durch Ionenaustausch hergestellt) mit Hexachloroplatinat und Calcinierung bei 500 oder 800°C erhalten ("Pt-HM 500", "Pt-HM 800"). Eine Pt-freie Vergleichs-probe ("HM 500") wurde durch Calcinierung von NH4-Mordenit bei 500°C produziert. IR-Experimente wurden an freitragenden Presslingen in Transmission durchgeführt. Die Proben wurden entweder im Vakuum bei 250°C bzw. 450°C aktiviert oder bei 375°C im H2-Strom. Spektren wurden bei 298 K und stufenweiser Erhöhung des Drucks der Sonde (CO 4.7 bzw. n-Butan 2.5, Messer Griesheim) aufgenommen. Für die Adsorptionskalorimetrie wurde ein MS70 Calvet Kalorimeter (SETARAM) eingesetzt, das mit einem selbstgebauten Dosiersystem verbunden war. Die Proben wurden bei 450°C im Vakuum aktiviert, n-Butan wurde bei 40°C adsorbiert. Ergebnisse und Diskussion Aus Pulverröntgenbeugung und Elektronenmikroskopie ergab sich, dass die Proben Mordenit sowie eine grobdisperse Pt-Spezies enthalten. Im kombinatorischen (Kleinstmengen) und im parallelisierten (Grammmassstab) Testverfahren zeigte sich Pt-HM 500 deutlich aktiver für die n-Pentanisomerisierung als Pt-HM 800. Anhand von Thermoanalysedaten und IR-Spektren wurde ersichtlich, dass die verbrückten OH-Gruppen von Pt-HM 800 teilweise zerstört waren. Während bei Pt-HM 500 die OH-Schwingungen durch n-Butan Adsorption um ca. 100 cm-1 verschoben wurden (Abb. 1, links), war für Pt-HM 800 keine ausgeprägte Verschiebung zu erkennen. Entsprechend betrug die typische Adsorptionswärme von n-Butan an Pt-HM 500 54 kJ mol-1, an Pt-HM 800 hingegen nur 45 kJ mol-1. Adsorption von CO auf den Proben resultierte in Summe in mindestens acht verschiedenen Banden, die der Adsorption von CO an Lewis- (Al3+) und an Pt-Zentren zugeordnet werden konnten. Vorbehandlungstemperatur und -atmosphäre wirkten sich auf die OH-Gruppendichte und die Oxidationsstufe des Platins aus. Mit zunehmender Temperatur nahm die Anzahl der OH-Gruppen ab. Nach Aktivierung bei 450°C im Vakuum war offensichtlich noch oxidiertes Pt vorhanden (CO Banden oberhalb von 2100 cm-1). Die sehr hohen Anfangswärmen (Abb. 1) könnten auf eine exotherme Reaktion von n-Butan mit oxidiertem Pt hindeuten. Die zugehörigen Wärmesignale waren, wie es für eine Folgereaktion nach der Adsorption typisch ist, verbreitert. Nach Aktivierung in H2 wurde durch CO-Adsorption metallisches Pt detektiert, und die differentiellen Adsorptionswärmen entsprachen etwa denen des Pt-freien HM 500. Schlussfolgerungen Unterschiede in der Isomerisierungsaktivität von Pt-promotiertem Mordenit ließen sich auf die strukturelle Integrität und die Dichte von OH-Gruppen sowie auf die Eigenschaften der exponierten Pt-Oberfläche zurückführen. Abb. 1: n-Butan-Adsorption an Pt-Mordenit: IR-Spektren bei RT, Verschiebung der OH-Gruppen; Einfluß der Vorbehandlung auf die differentiellen Adsorptionswärmen bei 40°C. Das dieser Kurzzusammenfassung zugrundeliegende Vorhaben wurde mit Mitteln des Bundesministeriums für Bildung und Forschung unter dem Förderkennzeichen 03C0307 gefördert. Die Verantwortung für den Inhalt liegt bei den Autoren.