Hydrierung von Acrolein an Ag-Katalysatoren: Einfluss des Trägermaterials und der Katalysatorvorbehandlung auf die Aktivität und Selektivität

Volckmar, Claudia (2009)
Hydrierung von Acrolein an Ag-Katalysatoren: Einfluss des Trägermaterials und der Katalysatorvorbehandlung auf die Aktivität und Selektivität.
Technische Universität Darmstadt
Dissertation, Erstveröffentlichung

URL / URN: urn:nbn:de:tuda-tuprints-19303

Kurzbeschreibung (Abstract)

Ziel der Arbeit war es, mit Hilfe der Gasphasenhydrierung von Acrolein an Silberkatalysatoren den Einfluss des Trägermaterials und der Katalysatorvorbehandlung zu untersuchen. Die Untersuchung des Trägermaterials konzentrierte sich dabei auf den Einfluss der Acidität. Dazu wurden Silber/Trägerkatalysatoren auf SiO2/Al2O3-Trägern mit variierendem SiO2/Al2O3-Verhältnis hergestellt. Dies zielte auf die Erzeugung unterschiedlicher Aciditäten des Trägermaterials ab. Anhand der Ergebnisse der TEM-Unterschungen wiesen die Ag-Katalysatoren nach dem Einsatz in der Hydrierung vergleichbare Silberpartikelgrößen auf. Die Gesamtacidität der Katalysatoren wurde mit Hilfe der TPD von adsorbiertem Ammoniak bestimmt. Außerdem wurde die IR-Spektroskopie von adsorbiertem Pyridin eingesetzt, um zwischen Brønsted-acide und Lewis-acide Zentren unterscheiden zu können. Diese Untersuchungen ergaben, dass die Katalysatoren keine Brønsted-aciden Zentren aufwiesen. Außerdem ging daraus hervor, dass die Katalysatoren mit einem mittleren Anteil an Al2O3 eine hohe Anzahl an Lewis-aciden Plätzen besaßen. In Bezug auf die Ergebnisse der Katalyse ergab sich dann, dass eine hohe Gesamtacidität und eine hohe Anzahl an Lewis-aciden Zentren zu einer Abnahme des Umsatzes an Acrolein und zu einer verringerten Selektivität zu Allylalkohol führten. Insgesamt zeigte sich, dass die Allylalkohol-Ausbeute mit steigendem Al2O3-Anteil zunahm. Die Wechselwirkung von Silber mit dem Trägermaterial oder der Einfluss der Metall/Träger-Grenzfläche werden als mögliche Gründe für ein solches Verhalten diskutiert. Der Einfluss, den eine oxidative Vorbehandlung auf das katalytische Verhalten in der Hydrierung von Acrolein ausübt, wurde an einem 5 Ma % Silber auf SiO2 enthaltenen Katalysator untersucht. Die oxidative Vorbehandlung hatte einen deutlichen Einfluss auf die Aktivität, die auf fast das Doppelte gesteigert werden konnte. Des Weiteren ließ sich die Selektivität zum gewünschten Produkt Allylalkohol erhöhen. Dieser vorteilhafte Effekt der Sauerstoffvorbehandlung wird der Bildung von elektronisch verändertem Silber und/oder der Morphologie der Nanopartikel zu geschrieben.

Typ des Eintrags:

Dissertation

Erschienen:

2009

Autor(en):

Volckmar, Claudia

Art des Eintrags:

Erstveröffentlichung

Titel:

Hydrierung von Acrolein an Ag-Katalysatoren: Einfluss des Trägermaterials und der Katalysatorvorbehandlung auf die Aktivität und Selektivität

Sprache:

Deutsch

Referenten:

Claus, Prof Peter ; Vogel, Prof Herbert

Publikationsjahr:

18 Oktober 2009

Ort:

Darmstadt

Verlag:

Technische Universität

Datum der mündlichen Prüfung:

27 Juli 2009

URL / URN:

urn:nbn:de:tuda-tuprints-19303

Kurzbeschreibung (Abstract):

Alternatives oder übersetztes Abstract:

Alternatives Abstract

Sprache

The aim of this thesis was to investigate the gas phase hydrogenation of acrolein over supported silver catalysts with a focus on the influence of the support material and the pre-treatment. The investigation of the support material concentrated on the acidity of the support. Therefore, an array of silver catalysts supported on silica/alumina supports with varying SiO2/Al2O3 ratio was prepared. After the catalytic experiments the Ag catalysts exhibit similar particle sizes, as revealed with TEM. The acidity of the samples was estimated using TPD of adsorbed ammonia which gives the total acidity of the samples, furthermore by IR of adsorbed pyridine to identify the Brønsted and Lewis acidity. No Brønsted acidity was found, and the catalysts with a medium content of Al2O3 showed a high Lewis acidity. It is shown that a high total acidity and a high amount of strong Lewis acid sites on the catalysts cause a low conversion of acrolein and low selectivity to allyl alcohol. It must be noted that the yield of allyl alcohol was increased with increasing alumina content. The interaction of silver with the support or effects of the metal/support interface are discussed as possible reasons for this behaviour. Furthermore, the influence of oxygen pre-treatment on the catalytic behaviour of 5 silica supported silver catalysts (5 wt. % Ag) used in the acrolein hydrogenation has been investigated. The oxygen pre-treatment showed a profound influence on the overall hydrogenation activity, since it was increase by nearly twofold. It was shown that the selectivity towards the desired allyl alcohol was enhanced. The beneficial effect of oxygen pre-treatment is ascribed to the formation of electronically modified Ag and/or morphology changes of the nanoparticles as no modification in particle size or dispersion was found.

Englisch

Freie Schlagworte:

Hydrierung, Ag-Katalysator, Acrolein, Acidität, Sauerstoffvorbehandlung

Sachgruppe der Dewey Dezimalklassifikatin (DDC):

500 Naturwissenschaften und Mathematik > 540 Chemie

Fachbereich(e)/-gebiet(e):

07 Fachbereich Chemie > Ernst-Berl-Institut > Fachgebiet Technische Chemie > Technische Chemie II
07 Fachbereich Chemie > Ernst-Berl-Institut > Fachgebiet Technische Chemie
07 Fachbereich Chemie

Hinterlegungsdatum:

28 Okt 2009 11:35

Letzte Änderung:

05 Mär 2013 09:28

PPN: