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

162 Zusammenfassung und Ausblick
alle Oxidationsprodukte und Acrolein ein einheitliches Bild. Mit steigenden Umsätzen
nimmt auch der Einbau an 18 O in die Produkte zu. Katalysatoren mit einem geringen
Wolframanteil (Mo8V2WcOx, mit 0,5 ≤ c ≤ 1,5) führen aufgrund ihrer hohen Aktivität zu
einem besonders hohen Anteil an 18 O in den Produkten.
Festkörpersauerstoffbeteiligung
Durch Bilanzierung der Gasphasenzusammensetzung während der SSITKA wurde die
Menge an unmarkiertem Sauerstoff, die während des Experiments aus dem Katalysator
ausgebaut wird, berechnet. Der Anteil des an der Reaktion beteiligten Gittersauerstoffs ist
zwar bei allen Mischoxiden ausgeprägt, variiert aber signifikant in Abhängigkeit von der
W-Dotierung. Dabei sind bis zu 25 % des insgesamt im Mischoxid vorhandenen
Sauerstoffs beteiligt (Abb. 6-2). Die Fähigkeit der Katalysatoren Gittersauerstoff für die
Oxidation bereitzustellen korreliert mit ihrer Aktivität (Abb. 6-1).
16 O ausgebaut / mmol
0,30
0,25
0,20
0,15
0,10
0,05
0,00
0 1 2 3 4 5
Wolframanteil c in Mo 8 V 2 W c O x
315°C
330°C
345°C
360°C
375°C
Abb. 6-2: SSITKA an Mo8V2WcOx (mit 0 ≤ c ≤ 5). Gesamtmenge an unmarkiertem Sauerstoff, die
während der Dosierung von 18 O2 aus dem Katalysator (mKat = 50 mg) ausgebaut wird, in
Abhängigkeit von der Temperatur und dem Wolframanteil c.
Die Katalysatoren lassen sich durch ein Modell beschreiben, in dem die für die
Reaktanten zugängliche Oberfläche eine hohe Anzahl Aktivzentren bereitstellt und der
Kern (Bulk) als Sauerstoffpuffer dient. Die Ergebnisse lassen sich nur durch mindestens
zwei verschiedene Sauerstoffspezies erklären, von denen die eine die Reoxidation der
anderen übernimmt und die andere exklusiv in die gasförmigen Oxidationsprodukte