Styrolsynthese an Eisenoxid-Katalysatoren: Vom einkristallinen Modellsystem im Ultrahochvakuum zum Realkatalysator im technischen Reaktor

金属氧化物催化剂的功能是通过对苯乙烯的乙苯氧化物催化剂的分解，在超高真空（UHV）的一个多碱催化剂催化剂的工艺反应器韦尔登中进行多碱催化剂的物理模拟实验。在催化剂技术的模型体系中，前体的表面活性剂为Fe_3O_4-、a-Fe_2 O_3-和KFexO_y-Schichten，具有良好的原子特性。在UHV定量测定韦尔登时，采用氧自由基测定法测定了不同分解元素的动力学。在一个单独的流体反应器中，韦尔登和一个快速的动力学测试系统都是通过气体喷射来实现的。Aus den experimentellen Beobachtungen wird ein elementarkinetischer Reaktionsmechanismus postuliert und für diesen Mechanismus die Umsatzmessungen mit mikrokinetischen Reaktormodellen unter Verwendung der experimentell ermittelten kinetischen Parameter simuliert.采用参数化的数值模拟方法可以在模型中模拟出“压力间隙”，但由于反应机理的影响，并不存在“压力间隙”。在另一种情况下，Schritt称之为“物质差距”，这是一种多元的催化剂，可以韦尔登。Hierfür sollen gut charakterisierte polykristalline Eisenoxid-Katalysatorproben hergestellt und für kinetische Umsatzmessungen verwendet韦尔登。这一模型必须与一个新的经济学模型相结合，使反应模型模拟韦尔登。为了验证基本动力学和催化裂化系统的性能，必须建立催化裂化反应器完整的韦尔登模拟模型。但它必须是韦尔登，因为它是在一个基本元素的表面上。Kinetik über das“material gap”hinweg verändern.尽管模型解算器的观测特性与粉末解算器的观测特性一样，但在解算器的激活和解算器的失效机理和模型验证韦尔登中，需要获得大量的信息。Dieses Vorhaben soll zum Verständnis der katalytischen Funktion des Styrolkatalysators unter realen Bedingungen führen.该Zusammenhänge zwischen en geometrischen and elektronischen Strukturen der Katalysatoroberfläche and den katalytischen Eigenschaften of Katalysators sollen ermittelt韦尔登，and the Wirkungsweise von Promotorzusätzen wie Kalium soll，auf einer fundamentalen Ebene verstanden韦尔登。Es soll geklärt韦尔登，inwieweit diese Erkenntnisse und die Kenntnis der Elementarkinetiken für die Entwicklung neuer und optimierter Reaktorkonzepte verwendet韦尔登werden können.

Um die Funktionsweise eines Metalloxidkatalysators auf atomarer Ebene zu ermitteln soll am Beispiel der Dehydrierung von Ethylbenzol zu Styrol an Eisenoxidkatalysatoren ein Brückenschlag von oberflächenphysikalischen Untersuchungen auf einkristallinen Modellsystemen im Ultrahochvakuum (UHV) zu polykristallinen Katalysatorproben im technischen Laborreaktor vollzogen werden. Ausgangspunkt des Vorhabens sind epitaktische Fe3O4-, a-Fe2O3- und KFexOy-Schichten mit gut charakterisierten atomaren Oberflächenstrukturen als Modellsysteme für den technischen Katalysator. Auf diesen Eisenoxidschichten soll die Kinetik der wichtigsten katalytischen Elementarschritte mit oberflächenspektroskopischen Methoden im UHV quantitativ ermittelt werden. In einem Einkristall-Flußreaktor werden an den gleichen Proben kinetische Umsatzmessungen bei hohen Gasdrücken durchgeführt. Aus den experimentellen Beobachtungen wird ein elementarkinetischer Reaktionsmechanismus postuliert und für diesen Mechanismus die Umsatzmessungen mit mikrokinetischen Reaktormodellen unter Verwendung der experimentell ermittelten kinetischen Parameter simuliert. Durch eine erfolgreiche Simulation mit diesen Parametern kann das "pressure gap" auf den Modellkatalysatorschichten überbrückt, der angenommene Reaktionsmechanismus bestätigt und somit gezeigt werden, daß sich die oberflächenchemischen Eigenschaften der Schichten über das "pressure gap" hinweg nicht ändern. In einem weiteren Schritt soll das "material gap" zu polykristallinen Katalysatorproben überbrückt werden. Hierfür sollen gut charakterisierte polykristalline Eisenoxid-Katalysatorproben hergestellt und für kinetische Umsatzmessungen verwendet werden. Diese Messungen sollen mit dem für die einkristallinen Modellsysteme entwickelten Reaktionsmodell simuliert werden. Zur Verifizierung der Elementarkinetik an diesen Katalysatorsystemen soll das Simulationsmodell um detaillierte Stofftransportansätze im Katalysatorkorn erweitert und in makroskopische Reaktormodelle integriert werden. Damit soll geklärt werden, ob sich die auf den einkristallinen Schichten vorliegenden Elementarschritte bzw. deren Kinetik über das "material gap" hinweg verändern. Durch die oberflächenspektroskopische Charakterisierung der Modellkatalysatorschichten wie auch der Pulverkatalysatoren nach den Reaktorexperimenten sollen schließlich Informationen zum aktiven Zustand des Katalysators sowie zum Mechanismus der Desaktivierung gewonnen und modellmäßig verifiziert werden. Dieses Vorhaben soll zum Verständnis der katalytischen Funktion des Styrolkatalysators unter realen Bedingungen führen. Die Zusammenhänge zwischen den geometrischen und elektronischen Strukturen der Katalysatoroberfläche und den katalytischen Eigenschaften des Katalysators sollen ermittelt werden, und die Wirkungsweise von Promotorzusätzen wie Kalium soll, auf einer fundamentalen Ebene verstanden werden. Es soll geklärt werden, inwieweit diese Erkenntnisse und die Kenntnis der Elementarkinetiken für die Entwicklung neuer und optimierter Reaktorkonzepte verwendet werden können.