Reaktivitätsstudien zur Aktivierung kleiner Kohlenwasserstoffe an ...

3. Ergebnisse
Clusterintensität bis zu einem annähernd konstanten Wert käme. Gleichzeitig würde die In-
tensität des Clusteroxids auf ein ebenfalls konstantes Niveau ansteigen. Bei der experimentel-
len Umsetzung müssen einige Probleme bedacht werden. Der Cluster könnte durch weitere
konkurrierende Reaktionen mit einem der zugeführten Gase oder Spuren von Verunreinigun-
gen vergiftet werden und dadurch seine katalytischen Eigenschaften verlieren. Verlaufen diese
Konkurrenzprozesse zu schnell, kann bei einer ausschließlichen Betrachtung des Massenspek-
trums die Einstellung eines steady state Zustandes nicht mehr erkannt werden. Deswegen ist
die Wahl der einzelnen Drücke der beiden verschiedenen Reaktanden ein sehr empfindlicher
Parameter. Außerdem hat der eingestellte Enddruck einen weiteren Einfluss. Vor der Messung
wird der Druck in der ICR-Zelle zuerst mit einem Reaktionsgas auf einen konstanten Wert
eingestellt. Anschließend wir das zweite Gas in einem speziellen Verhältnis zugegeben. Am
Ende der Messung kann nach Zudrehen des zweiten Gases überprüft werden, ob der zuerst
eingestellte Druck noch vorherrscht. Für diese ersten Experimente wurde ein Verhältnis von
CO zu N 2O von 1:1 und 3:1 1 gewählt. Der endgültige Reaktionsgasdruck lag bei 2x10 −9 mbar
bzw. 4x10 −9 mbar.
Die erste Untersuchung fand für Ni + 2
statt. Die Optimierung der Clusterverteilung auf das
Dimer ermöglichte ein gutes Signal/Rauschen Verhältnis der Ionenintensitäten. Dadurch soll-
ten lange Reaktionszeiten gewährleistet sein. Der eingelassene Druck von Distickstoffmon-
oxid betrug für beide Messungen 1x10 −9 mbar. Die weitere Zugabe von bis zu 2x10 −9 mbar
bzw. 4x10 −9 mbar durch Kohlenmonoxid führte zu einem Verhältnis von 1:1 bzw. 3:1 von
CO:N2O. Obwohl die vorangegangene Reaktion des Nickeldimers mit Kohlenmonoxid keine
Produkte zeigte, ist wie in der Literatur beschrieben [60] zu erwarten, dass die Bildung ei-
nes Nickelclusteroxids die Reaktivität verändern kann. Im Experiment ist für das Nickeldimer
in beiden Fällen nur die sukzessive Oxidbildung zu beobachten. Der zeitlichen Verlauf der
absoluten Ionenintensitäten des Clusters zeigt einen kontinuierlichen Abfall. Das Erreichen
eines konstanten Intensitätsniveaus des Nickeloxids und -Dimers ist nicht zu erkennen. Dies
sollte sich bei einer katalytischen Oxidation des Kohlenmonoxids durch das Clusteroxid bil-
den. Nach Normieren der Ionenintensitäten und der Anpassung durch eine Reaktionskinetik
1 Anderslautender Eintrag im Laborbuch 1:3 erfolgte versehentlich.
102