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

Abb. 4-7: Single-Pool-Modell für die irreversible heterogen katalysierte Reaktion von R nach P.
Ein stationäres Experiment gibt keinen Aufschluss über k2, da nur das Produkt aus k2 und
cSI in Form der Produktbildungsrate r P zugänglich, die Konzentration der Oberflächen-
intermediate aber nicht messbar ist. Die Massenbilanz für cSI im stationären Fall ergibt:
⎛ dcSI
⎞
⎜ ⎟
⎝ dt
⎠
st
Im transienten Fall, wenn R abrupt nicht mehr zudosiert wird, ist die Produktion von SI
gleich Null:
⎛ dc
⎜
⎝ dt
SI
⎞
⎟
⎠
tr
Unter der Annahme, dass der Abbruch der Zufuhr von R die Geschwindigkeitskonstante
k2 nicht beeinflusst, ergibt sich die Verbrauchsrate von cSI entsprechend Gl.
4-13:[Bil1983]
⎛ dc
⎜
⎝ dt
SI
⎞
⎟
⎠
tr
Erreicht wird dies in der SSITKA durch den Isotopenaustausch R gegen *R (und damit SI
gegen *SI sowie P gegen *P). Die Substitution führt zwar zu einem Abbruch der Bildung
unmarkierter Spezies, erhält aber sonst stationäre Bedingungen aufrecht. Integration von
Gl. 4-13 führt zu:
Damit ist:
= r
= −r
= −k
Produktion
Verbrauch
2
( cSI
) tr
−k
2t
( c ) = ( c ) ⋅ e
SI
tr
SI
st
r
R
k1
( SI)
− Verbrauch(
SI)
= 0
( SI)
−k
2⋅t −k
2⋅t
( c ) = k ⋅ ( c ) ⋅ e = r ⋅ e
rP
( t)
= k2
⋅ SI 2 SI
P
tr
st
k2
SI P
63
4-11
4-12
4-13
4-14
4-15