Oxidkeramische Katalysatoren durch hierarchische Nanostrukturierung molekularer Cluster

Ziel des Vorhabens ist die Präparation realer nanostruckturierter catalisorem hierarchischem Aufbau。In einem ersten Präparationsschritt werden Übergangsmetalloxidcluster von V2O5， TiO2和MoO3 mit 3 bis 60 nm Clustergröße als Precursoren präpariert （Projektteil TUB, Jost, und ACA）。disese Cluster werden anschließend in wäßriger Phase auf pulverförmigeµm-große Träger aus TiO2 oder SiO2 als nanostrukturierte Schicht aufgebracht （Projektteil ACA）。Die Strukturierung dieser μ m-großen Partikel mit schalenstrukturr zu mm- grok ßen Katalysatoren durch sprhtrocken and Verpressen solen derdernanostrukturr der Primärpartikel erfolgen （project ktteil TUB）。研究方法：<s:1> m-großen Übergangsmetallclustern μ m-großer oxidischer Träger basiert auf der elektrostatischen Wechselwirkung zwischen Träger和abzuscheidendem纳米颗粒。Gegensätzliche Oberflächenladungen können durch die Einstellung des pH-Wertes (Zeta-Potential) oder der under Zuhilfenahme kationischer organischer Tenside/Oligomere and阴离子ischer anorganischer Polymere （Polyvanadate， poly钼酸盐）erreichwerden。Anschließend werden durch spritung and danach durch isostaties and single - axis Pressen der Beibehalt der Nanostruktur der Primärpartikel die einsetzbaren catalysatoren in der mm-Dimension geformat （Projektteil TUB）。在丙烯选择性氧化过程中，氢氧化钠催化剂的催化作用也与模型反应有关。研究了丙烷在<s:1>氧化反应体系（berkritischem kohlendioderden）中的选择性氧化反应geträgerte催化氧化反应的机理。用氧化法脱除丙烷，制备丙烷。在火星氧化还原机制研究进展与研究进展的基础上，研究了纳米结构研究进展与进展Übergangsmetalloxidcluster bzw。研究了纳米结构在Trägeroberfläche、Selektivität和Aktivität下的选择性氧化作用。3 .风沙，暗色云团bzw。在选择性氧化条件下研究纳米结构与纳米结构的关系。引用本文：dieserwartung basiet auanahme， dasß Nanoteilchen, Vergleich, kompakten Oxidphasen, erhöhte Sauerstoffionendiffusion zeigen。e .纳米结构研究进展Übergangsmetallcluster wind - durch die damit verbundene höhere Oberfläche每个die Aktivität der catalysatoren被注入。Sowohl die erhöhte Bereitstellung von Gittersauerstoff durch Festkörperdiffusion f<s:1> r die selektivooxidationvon and der Katalysatoroberfläche hohlenwasserstoffmolek<e:1> llen als auch die Reoxidation des oxidchen催化剂solline Nanostrukturierung begnstit werden。

Ziel des Vorhabens ist die Präparation realer nanostrukturierter Katalysatoren mit hierarchischem Aufbau. In einem ersten Präparationsschritt werden Übergangsmetalloxidcluster von V2O5, TiO2 und MoO3 mit 3 bis 60 nm Clustergröße als Precursoren präpariert (Projektteil TUB, Jost, und ACA). Diese Cluster werden anschließend in wäßriger Phase auf pulverförmige µm-große Träger aus TiO2 oder SiO2 als nanostrukturierte Schicht aufgebracht (Projektteil ACA). Die Strukturierung dieser µm-großen Partikel mit Schalenstruktur zu mm-großen Katalysatoren durch Sprühtrocknen und Verpressen soll unter Erhalt der Nanostruktur der Primärpartikel erfolgen (Projektteil TUB). Die eingesetzte Methode für den Schichtaufbau aus nm-großen Übergangsmetallclustern auf der Oberfläche µm-großer oxidischer Träger basiert auf der elektrostatischen Wechselwirkung zwischen Träger und abzuscheidendem Nanopartikel. Gegensätzliche Oberflächenladungen können durch die Einstellung des pH-Wertes (Zeta-Potential) oder unter Zuhilfenahme kationischer organischer Tenside/Oligomere und anionischer anorganischer Polymere (Polyvanadate, Polymolybdate) erreicht werden. Anschließend werden durch Sprühtrocknung und danach durch isostatisches und uniaxiales Pressen unter Beibehalt der Nanostruktur der Primärpartikel die einsetzbaren Katalysatoren in der mm-Dimension geformt (Projektteil TUB). Die erhaltenen Katalysatoren werden am ACA in der Selektivoxidation von Propan als praxisrelevante Modellreaktion getestet. Bei der Selektivoxidation von Propan zu Oxygenaten in überkritischem Kohlendioxid werden geträgerte Katalysatoren mit hoher mechanischer Festigkeit und geeignetem Transportverhalten gefordert, Zielprodukte sind Oxygenate. Im Fall der oxidativen Dehydrierung von Propan ist Propen das Zielprodukt. Unter Annahme des Redox-Mechanismus nach Mars und van Krevelen soll geprüft werden, wie eine Nanostrukturierung der aufgebrachten Übergangsmetalloxidcluster bzw. eine Nanostrukturierung der Trägeroberfläche die Selektivität und Aktivität der Selektivoxidation beeinflussen. Es wird erwartet, daß kleine Cluster bzw. aus diesen aufgebaute nanostrukturierte Schichten eine verbesserte Selektivität in der Selektivoxidation zeigen. Diese Erwartung basiert auf der Annahme, daß Nanoteilchen im Vergleich zu kompakten Oxidphasen eine erhöhte Sauerstoffionendiffusion zeigen. Eine Nanostrukturierung der Übergangsmetallcluster wird durch die damit verbundene höhere Oberfläche auch die Aktivität der Katalysatoren beeinflussen. Sowohl die erhöhte Bereitstellung von Gittersauerstoff durch Festkörperdiffusion für die Selektivoxidation von an der Katalysatoroberfläche adsorbierten Kohlenwasserstoffmolekülen als auch die Reoxidation des oxidischen Katalysators sollten durch eine Nanostrukturierung begünstigt werden.