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

Die in Abhängigkeit vom Partikeldurchmesser kalkulierten Werte für die BET-Oberfläche
sind ebenfalls in Tab. 5-3 aufgelistet. Sie zeigen für die dargestellten Partikeldurchmesser
zwischen 0,2 und 0,6 µm gute Übereinstimmung mit den von Kunert gemessenen BET-
Oberflächen von ca. 10 m 2 g -1 .[Kun2003] In erster Näherung kann also davon
ausgegangen werden, dass nur etwa ein Prozent der im Katalysator vorhandenen
Sauerstoffspezies an der Oberfläche exponiert ist. Während der SSITKA werden jedoch
schon innerhalb von zehn Minuten bis zu 25 % aller Sauerstoffzentren des Mischoxids
ausgetauscht. Näherungsweise folgt daraus eine Beteiligung von ca. 25 Schichten. Dieser
Wert gilt für die SSITKA an Mo8V2W1Ox bei 375 °C und deckt sich sehr gut mit der
Abschätzung in Tab. 4-2 (S. 94), in der auf Basis einer Sauerstoff-Packungsdichte von
10 19 Atomen/m 2 bis zu 30 beteiligte Lagen ermittelt wurden.
O 2
O
Oberflächen-
Reoxidation
O O O O
O O O O
O O O O
O O O O
O O O O
O O O O
O O O
O O O O
Reduktion
Bulk-
Reoxidation
OH
O O O
O O O O
O O O O
O O O O
O O O O
O O O
O O O O
O O O O
O
Sauerstofftransport
Abb. 5-10: Katalysezyklus der Selektivoxidation unter Berücksichtigung des Sauerstofftransports durch
das Katalysatorinnere.
Das Modell wird daher – wie in Abb. 5-10 gezeigt – um die Beteiligung des
Bulksauerstoffs erweitert, der ein weit größeres Sauerstoffreservoir darstellt als die
Menge der Oberflächenzentren:
( 16 O) b + ( ) s
( 18 O) b + ( ) s
( ) b + ( 16 O) s
( ) b + ( 18 O) s
131
5-41
5-42