3 Katalytische Performance der Mo/V(/W)-Mischoxide - tuprints

Das Vorliegen von 18 O-markiertem Acrolein in Anwesenheit des Katalysators konnte von
Ott durch GC-MS-Messungen verifiziert werden.[Ott2004] Da Produkte und Edukte in
diesem Fall äquivalent sind und ein kinetischer Isotopeneffekt bei der Markierung mit 18 O
experimentell nicht beobachtet wurde, kann eine Gleichgewichtsreaktion mit identischen
Geschwindigkeitskonstanten (ktausch_Acr) für Hin- und Rückreaktion formuliert werden:
C 2H 3-CH 16 O + ( 18 O) s
Wie in Kapitel 4.4.5 gezeigt, ist auch Acrylsäure in der Lage, Sauerstoff mit der
Oberfläche auszutauschen. Für die Wechselwirkung der verschiedenen Isotopomere mit
dem Katalysator werden zwei Gleichgewichtsreaktionen formuliert. Die vier
Geschwindigkeitskonstanten (ktausch_Acs) sind auch hier identisch, da ein kinetischer
Isotopeneffekt bei der Markierung mit 18 O experimentell nicht beobachtet wurde:
C 2H 3-C 16 O 16 OH + ( 18 O) s
C 2H 3-C 16 O 18 OH + ( 18 O) s
Weder die Austauschreaktion und die damit verbundene Bildung von 18 O-markiertem
Acrolein noch die Acrylsäurebildung finden in der Gasphase – in Abwesenheit eines
Katalysators – statt.
5.2.3 Selektivoxidation
Beide Aldehydspezies aus Gl. 5-18 können mit Katalysatorsauerstoff zu Acrylsäure
reagieren, wobei eine Sauerstoffleerstelle im Festkörper entsteht (Abb. 5-7).
O
C 2H 3-CH 18 O + ( 16 O) s
C 2H 3-C 16 O 18 OH + ( 16 O) s
C 2H 3-C 18 O 18 OH + ( 16 O) s
OH
O O O O O O O O O
O
Abb. 5-7: Selektivoxidation von Acrolein am Mischoxid und die nachfolgende Reoxidation des
Katalysators.
½ O 2
O
123
5-18
5-19
5-20