A3. Heterogene Katalyse

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Aufgabe:
A3. Heterogene Katalyse
Testen von Katalysatoren
Methanoloxidation an Edelmetallkatalysatoren
Für die heterogen katalysierte Methanoloxidation ist die Abhängigkeit der Reaktionsgeschwindigkeit
von der Temperatur zu untersuchen. Weiterhin sollen für unterschiedliche Edelmetalle
und Trägermaterialien die Aktivitäten gemessen und miteinander verglichen werden.
Einleitung:
In der chemischen Industrie werden etwa 90-95% aller Verfahren auf katalytischem Wege
durchgeführt. Dabei wird als Katalysator jeder Stoff bezeichnet, der, ohne im Endprodukt einer
chemischen Reaktion zu erscheinen, deren Reaktionsgeschwindigkeit verändert (W. Ostwald).
Besondere Bedeutung haben in der Technik Edelmetallkatalysatoren im Bereich der Hydrierungs-,
Oxidations- und Crack- bzw. Umlagerungsreaktionen erlangt. Die katalytisch wirksame
Komponente kann entweder als Vollkontakt (z.B. Pt-Netz bei der NH 3 -Oxidation) oder feinverteilt
auf porösen Trägermaterialien wie SiO 2 ,Al 2 O 3 oder auch Kohlenstoff das Reaktionsgeschehen
beeinflussen. Dabei ist die Auswahl geeigneter Katalysatoren jeweils weitgehend
empirisch bestimmt. Vor dem technischen Einsatz katalytisch aktiven Materials in Produktionsanlagen
werden eine Vielzahl möglicher Katalysatoren im Labor getestet, um deren Leistungsfähigkeit
hinsichtlich Aktivität und Selektivität für bestimmte Reaktionen zu erfassen. Dabei
muß aus wirtschaftlichen Gründen besonderes Gewicht auf schnelle und eindeutige Untersuchungen
gelegt werden.
Grundlagen:
Heterogen katalysierte Reaktionen, meist mit gasförmigen Reaktanden und Festkörpern als
Katalysatoren, lassen sich mit folgenden Teilschritten vereinfacht beschreiben:
1. Diffusion der Edukte durch die Grenzschicht zur Katalysatoroberfläche
2. Diffusion der Edukte in die Poren (Porendiffusion)
3. Adsorption an der inneren Oberfläche der Poren
4. chemische Reaktion
5. Desorption der Produkte
6. Porendiffusion aus den Poren
Abb. 1: Teilschritte einer katalysierten
Gasreaktion

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7. Diffusion durch die Grenzschicht in das Reaktionsgemisch
Bei der Bestimmung der katalytischen Aktivität von Festkörpern sind die Einflüsse der Stofftransportgeschwindigkeiten
auf die Reaktion zu beachten, denn nur bei genauer Kenntnis des
Zusammenwirkens von Diffusion und Reaktion lassen sich sinnvolle Vergleiche der Leistungsfähigkeit
verschiedener Katalysatoren durchführen. Dies wird im folgenden am Beispiel einer
volumenbeständigen und irreversiblen Reaktion erster Ordnung bei isothermen Bedingungen
diskutiert.
Abb. 2: Konzentrations-/Ortsverlauf für eine Gasreaktion an einem festen porösem
Katalysator im
a. Filmdiffusionsgebiet
b. Porendiffusionsgebiet
c. kinetischen Gebiet
Abbildung 2 zeigt schematisch einen porösen Katalysator, in dem der Stofftransport nur in der x-
Richtung (Ortskoordinaten) verläuft. Senkrecht zur x-Richtung treten keine Konzentrationsgradienten
auf. Bezüglich des Zusammenwirkens von Stofftransport und Reaktion sind drei Grenzfälle
zu betrachten.

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1. Kinetischer Bereich
Die innere und äußere Oberfläche des Katalysators wird für die Reaktion vollständig genutzt, die
Geschwindigkeiten des Stofftransports durch Grenzschicht und Kapillaren des Katalysators sind
somit schnell im Vergleich zur Reaktionsgeschwindigkeit. Im Inneren des Katalysators ist die auf
das Volumen bezogene Molzahl der Reaktanden gleich deren Konzentration im den Festkörper
umgebenden Gasraum- entlang der Ortskoordinate x treten keine Konzentrationsgradienten auf.
Für diesen Grenzfall ist der Ansatz für die Reaktionsgeschwindigkeit, d.h. die pro Volumen- und
Zeiteinheit umgesetzte Zahl der Mole an Reaktanden, mit der experimentell zugänglichen
Geschwindigkeitskonstanten k' und der Konzentration c gas der Reaktanden im Gasraum zu bilden
1 d n ,k' c
V d t gas (1)
max
Die Temperaturabhängigkeit der Reaktionsgeschwindigkeit ist durch die der Geschwindigkeitskonstanten
k' gegeben
1E'
R4T
k' ,A'4e
(2)
Im Experiment ist eine Bestimmung der Reaktionsgeschwindigkeitskoeffizienten k' z.B. dadurch
realisierbar, dass die Reaktion bei geringen Reaktortemperaturen durchgeführt wird. Durch
Erhöhung der Reaktortemperatur kann die Geschwindigkeit der Reaktion groß gegenüber der
Diffusionsgeschwindigkeit in den Poren und klein gegenüber der Geschwindigkeit des Stoffübergangs
sein. Dieser Bereich wird als Diffusionsbereich bezeichnet.
2. Diffusionsbereich (Porendiffuision)
Die Reaktanden gelangen vergleichsweise schnell durch die Grenzschicht an die Katalysatoroberfläche.
Während ihrer Diffusion in das Innere des Katalysators werden sie jedoch so schnell
umgesetzt, dass keine oder nur sehr wenige Spezies ohne Reaktion weiter in den Festkörper
diffundieren können. Die Reaktion findet an der äußeren Katalysatoroberfläche und in der
äußeren Randzone des Festkörpers statt- entlang der Ortskoordinate x tritt ein Konzentrationsabfall
auf.
Die nun beobachtete Reaktionsgeschwindigkeit beträgt
1 d n ,k' c (3)
V d t
Da die mittlere Konzentration der Reaktanden im Inneren des Katalysators c experimentell
nicht zugänglich ist, wird das Produkt k'4c ersetzt durch k'4c gas wobei die unbekannten Größen
nun der mittleren oder effektiven Geschwindigkeitskonstanten k' anhaften.

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1 d n
V d t ,k'4c gas (4)
Als Maß für den Konzentrationsabfall im Kontaktinneren wird ein dimensionsloser Porennutzungsgrad
η definiert,
,
d n
d t
d n
, k'
k' , c
c gas
(5)
d t max
Das erste Ficksche Gesetz beschreibt den Stoffstrom pro Flächeneinheit
d n d
F d t ,1D d c
eff
d x
wobei D eff den effektiven Diffusionskoeffizienten darstellt. Im stationären Zustand ist die Menge
der in die Katalysatorschicht, die durch x und x+dx gebildet wird, diffundierenden Teilchen
identisch mit der pro Zeiteinheit in diesem Volumen umgesetzten Anzahl an Reaktanden
d d n d
!d t
F d x
, d n
V d t
Aus der Verknüpfung von 6 und 7 ergibt sich 8
D eff
4d² c
,k'4c (8)
d x²
An der Stelle x=0 ist die Konzentration c (x) =c gas . Im Inneren des Katalysators ist dc/dx=0 an der
Stelle x=L. Damit ergibt sich der Konzentrationsverlauf c (x) innerhalb des Katalysators zu
c x ,c gas
cosh L k' !D eff 11x! L
cosh L k' !D eff
(9)
Für x=0 wird c (x) = c gas
Für x=L wird c (x) = 0
(6)
(7)
Mit der mittleren Konzentration
c ,
0 L
c x d x
L
wird der Nutzungsgrad zu:
, c
c gas
, 0 L
c x d x
L4c gas
k'
k'
, , tanh L k' ! D eff
L4 k' !D eff
(10)

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Für L4 k' ! D eff wird die dimensionslose Katalysator-Kennzahl ρ eingeführt. Damit folgt:
, tanh , tanh Da II
Da II
(11)
wobei Da II die Damköhlersche Kenngröße zweiter Art darstellt.
Grenzfall a
Für ρ < 0,3 wird η ≈ 1. Das Innere des Katalysators wird für die Reaktion vollständig genutzt
(kinetischer Bereich).
Grenzfall b
Für ρ >> 3 wird tanh ρ ≈ 1 und η zu η ≈ 1/ ρ; η nimmt somit Werte η < 0,3 an. Aus Gleichung
10 folgt für die Temperaturabhängigkeit der Geschwindigkeitskonstanten
k' , k'
L
D eff
k'
, 1 L D eff4A'4e 1 E'
2RT
(12)
Im Diffusionsbereich beträgt die theoretisch zu erwartende Aktivierungsenergie nur die Hälfte
des im kinetischen Bereich zu beobachtenden Wertes.
3. Stoffübergangsbereich (Filmdiffusion)
In diesem Bereich ist die Reaktionsgeschwindigkeit groß im Vergleich zur Diffusionsgeschwindigkeit
der Reaktanden durch die Grenzschicht. In das Korninnere können keine Reaktanden
gelangen, die äußere Oberfläche wird wegen des Konzentrationsabfalls innerhalb der Grenzschicht
nur unvollständig genutzt; die Reaktionsgeschwindigkeit ist im Experiment nahezu
temperaturunabhängig. Das ist darauf zurückzuführen, dass in diesem Bereich die Reaktionsgeschwindigkeit
durch den Stoffübergangskoeffizienten bestimmt wird. Dessen Temperaturabhängigkeit
ist jedoch nur sehr gering, näherungsweise proportional T 0.3 .
Vergleiche der Leistungsfähigkeit von Katalysatoren können wegen dieser Gegebenheiten nur im
kinetischen Bereich unmittelbar durchgeführt werden, da dort keine Transportphänomene bei der
katalytischen Reaktion zu beachten sind. Durch Auftragen von lnk vs. 1/T ist für jedes Festkörper-Reaktanden-System
die tatsächliche Aktivierungsenergie aus den Steigungen zu
entnehmen.
Hierbei sind die Knickpunkte im Experiment nur durch die Grenzgeraden zu bestimmen.

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Abb. 3: Logarithmus der Geschwindigkeitskonstanten in Abhängigkeit der
reziproken Temperatur
Die katalytische Reaktion des Methanols gemäß
CH 3 OH + 3/2 O 2 ---> CO 2 + 2 H 2 O
verläuft exotherm. Die Temperaturerhöhung ∆T im Katalysatorbett ist somit ein Maß für die
Reaktionsgeschwindigkeit und kann in Näherung zu vergleichenden Betrachtungen herangezogen
werden. Diese T-Erhöhung ist durch Verwendung eines Differential-Thermoelements eine
unmittelbar zugängliche Größe.
Durch Bestimmung dieser Größe sollen erstens die Temperaturabhängigkeit der Reaktionsgeschwindigkeiten
im Bereich von ca. 20 bis 70 °C gemessen und zweitens bei 35 °C die Aktivität
unterschiedlicher Katalysatoren miteinander verglichen werden. Hierbei ist der Einfluss des
Edelmetalls, des Trägers und der Edelmetallkonzentration zu ermitteln.
Die in Abbildung 3 dargestellte Apparatur besteht aus der Gasdosiereinheit mit Sättiger und
einem Differential-Kalorimeter (DSC), als Reaktor und Messeinrichtung für die Temperatur des
Reaktionsgases (Referenz-Temperatur) und der Temperaturdifferenz zwischen Reaktionsgas und
Katalysator. Die der Vorratsflasche entnommene synthetische Luft gelangt über den Flaschendruckminderer
und dem Strömungsmesser St in den Sättiger, den sie, mit Methanol gesättigt,
wieder verlässt. Die Geschwindigkeit des Reaktionsgasstromes wird mit dem Feindosierventil

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M1
M2
N 2
Schutzgas
V1
V2
V3
St
S
DSC
Pumpe
Synthetische Luft
V4
Methano
Abb. 4: Skizze des Versuchsaufbaus
V1: Flaschenabsperrventil
M1: Vordruckmanometer
M2: Hinterdruckmanometer (Flaschendruckminderer)
V2: Hinterdruckregler
V3: Hinterdruckabsperrventil
S: Sättiger
V4: Feindosierventil
St: Strömungsmesser
V4 am Strömungsmesser auf einen konstanten Wert eingestellt. Das Reaktionsgas wird in der
DSC Zelle (Abb. 4) auf die vorgegebene Temperatur erwärmt und strömt über die in einem
Aluminium Tiegel liegende Katalysator- Probe. Durch die exotherme Reaktion erhöht sich die
Temperatur im Katalysator-Festbett gegenüber der Temperatur des Reaktionsgases. Dadurch
wird am Differential-Thermoelement eine Spannung erzeugt, die von der DSC Einheit erfasst
wird.

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Abb. 5: Schematischer Querschnitt einer Messzelle DSC
820 (Mettler)
1. Hitzeschutzschild
2. Automatisches Dreifach-Deckelsystem
3. Tiegel auf dem DSC-Sensor
4. Spülgas-Auslass mit Anschluss für Pumpe
5. Silberofen
6. Flachheizung
7. Wärmewiderstand zum Kühler
8. Kühlflansch mit Sicherheits-Temperaturfühler
9. Kühlfinger
10. Druckfederkonstruktion
11. Gas-Einlass zur Vermeidung von Kondensation
12. Reaktionsgas Einlass
13. DSC Rohsignal zum Verstärker
14. Pt100 des Ofens
15. Pt100 des Kühlflansches
Durchführung:
Die Messungen werden mit einem DSC Gerät durchgeführt. Hierbei befinden sich die Katalysatoren
in Probenbehälter (Tiegel) aus Aluminium mit einer speziellen hohen Bauform. Diese sind

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als Einmal-Tiegel konzipiert und werden in diesem Versuch ohne Deckel eingesetzt. Als
Referenz dient ein leerer, baugleicher Tiegel. Um eine Kondensation des Methanols in der
Messzelle zu vermeiden wird einerseits nur oberhalb der Zimmertemperatur gemessen und
andererseits wird Stickstoff, mit einer Durchflussrate von 14 Skalenteilen, als Spülgas eingesetzt.
Es hat sich gezeigt, dass reproduzierbarere Ergebnisse erzielt werden, wenn die Reaktion bei
hohen Temperaturen gezündet wird und dann zu niedrigeren Temperaturen gemessen wird.
Daher wird das Experiment bei 120 °C begonnen. Damit sich das System in einen stabilen
Zustand bewegen kann, wird diese Temperatur unter Reaktionsbedingungen 5 min konstant
gehalten. Danach wird mit einer Abkühlrate von -4 K/min die Reaktion verfolgt. Die Einwaage
sollte etwa 20 mg betragen (Tiegel ca. halbhoch gefüllt). Zum Füllen des Tiegels wird dieser auf
den Probensammler gesetzt. Der spezielle Trichter kann auf den Tiegel aufgesetzt werden und
der Katalysator wird eingefüllt. Es wird eine lockere Schüttung empfohlen. Ansonsten kann mit
einem Metallstempel die Probe in den Tiegel gepresst werden.
Ablauf der Messungen:
1. Kryostat anschalten
2. DSC anschalten
3. Schutzgas N2 an
4. Sättiger S zu zwei Dritteln mit Methanol füllen
5. Druckluft anstellen und einregeln.
6. Einwaage des Katalysators (ca 20 mg bzw. Tiegel halb voll)
7. Regenerierung des Katalysators (Experiment Regenerierung)
8. Ausgang des Sättigers mit Anschluss Gas 1 verbinden. Fehlermöglichkeit: Falls zuviel
Reaktionsgas (bzw. Methanol) umgesetzt wird, kann die DSC Einheit aus dem Messbereich
laufen und einen Fehler anzeigen.
9. Messung starten (Experiment Katalysatortest)
10.Datenspeicherung: aus der Auswertung
11.Ausgang des Sättigers vom Anschluss Gas 1 trennen
12.Daten in Tabellenprogramm auswerten
Die Punkte 5 bis 11 sind für jeden Katalysator durchzuführen.
Zu 5. Druckluft anstellen und einregeln: Schutzbrillen tragen! Reduzierventil V2 durch Linksdrehung
bis zum Anschlag aus dem Leitungsdruckminderer drehen. V3 ist geschlossen.
Flaschenventil V1 öffnen - am Vordruck-Manometer M1 ist nun der Flaschendruck abzulesen.
Durch Rechtsdrehung von V2 ist ein Hinterdruck von maximal 1,5 bar am Manometer
M2 einzustellen, danach wird V3 geöffnet. Der gewünschte Volumenstrom ist nun
durch V4 zu justieren.

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Für die Proben der folgenden Tabelle sind jeweils die Temperaturkurven im Bereich von 120 bis
30 °C zu registrieren. Der Volumenstrom des Reaktionsgases beträgt 6 bis 8 Skalenteile und der
des Schutzgases 14 Skalenteile.
Versuchsreihe
Einwaage
/mg
Dotierung
/%
A
Katalysator Dotierung
/%
B
Katalysator
20 0.2 Pt/Al 2 O 3 1.0 Pt/C
20 1.0 Pt/Al 2 O 3 2.0 Pt/C
20 0.5 Pt/Al 2 O 3 5.0 Pt/C
20 0.1 Pt/Al 2 O 3 5.0 Pd/C
20 5.0 Pd/C 5.0 Pd/BaSO 4
20 0.5 Pt/SiO 2 5.0 Pd/CaCO 3
20 5.0 Pd/Al 2 O 3
Die im Reaktor verwendeten Proben werden nach Gebrauch wieder in die jeweiligen Probengläser
gegeben.
Auswertung:
1. In einem Diagramm wird der Logarithmus des Signals des DSC Gerätes, welches Bauart
bedingt die Temperaturdifferenz als Wärmefluss ist, gegen den Kehrwert der absoluten
Temperatur (1/T) aufgetragen. Hierzu müssen die aus dem STARe Programm gespeicherten
Daten in ein geeignetes Programm eingelesen und umgerechnet werden.
2. Die in der obigen Auswertung erhaltenen Werte werden auf die eingesetzte Masse Edelmetall
normiert aufgetragen.
3. Durch vergleichende Betrachtungen der Ergebnisse wird die katalytische Aktivität der Proben
diskutiert.
Betrieb des Kryostaten RUK 90 und des DSC Gerätes
Sicherheitshinweise:
• Schläuche kontrollieren, dass diese mit Schlauchschellen gesichert sind.
• Nur Badflüssigkeit nachfüllen, die im Kryostat enthalten ist
• Nie das DSC Gerät oder den Kryostat bei hohen Temperaturen ausschalten, da sich die
Umgebung der Messzelle durch das Fehlen der Kühlung unkontrolliert aufheizen kann.

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• Nie den Ofen, Ofendeckel oder eine soeben herausgenommene Probe berühren! Der Ofen
kann eine Temperatur von 700°C erreichen. Pinzette benutzen, um die Probe einzusetzen oder
zu entfernen.
• Sollten die zu untersuchenden Substanzen giftige Gase bilden, dann ist das Gerät unter dem
Abzug zu betreiben.
1. Dreh-Schalter rot/gelb an der Seite der Steuereinheit in ein-Position drehen
2. Kühlwasser anstellen (Stirnseite der Wanne beim Eingang zum Technikum)
3. grünen Netzschalter betätigen
4. Mit den Tasten DSP L1 und DSP L2 im SHIFT Modus die gewünschten Anzeigewerte
auswählen
5. (DSP L2 sollte den Sollwert Ts zeigen)
6. Mit der Taste ϑ (ohne shift) in den Eingabe modus des Sollwertes springen Sollwert mit
Vorzeichen eingeben und mit ENTER quittieren
7. Rechts den Durchfluss zur DSC Station öffnen
DSC Datenstation
Starten: Das DSC Programm läuft unter WINDOWS NT 4.0.
Für die verschiedenen Anforderungen werden entsprechende Fenster in dem Programm geöffnet.
Ein DSC Experiment wird durchgeführt, um Informationen über das thermische Verhalten einer
Probe zu erhalten. Diese liegen in Form einer Messkurve vor. Durch die Auswertung erhält man
numerische Ergebnisse, die für Fremdprogramme auch exportiert werden können. Auf folgende
Weise vorgehen:
1) STARe Software vom Desktop oder vom Startmenü starten
2) Benutzer auswählen: Praktikum
3) Aus der Menüleiste unter Funktion: Experiment wählen
4) In dem entstehenden Experimentfenster eine Methode auswählen: Ein DSC Experiment wird
definiert durch eine Methode ein Probengewicht und einen Probenamen. Durch die Wahl
der Methode wird die Tiegelsorte, die Messtechnik und das Temperaturprogramm vorgegeben.
Es wird weiter die automatische Auswertung des gemessenen Signals definiert. Das
Temperaturprogramm besteht aus einem oder mehreren Temperaturabschnitten (Segmenten).
Es muss mindestens ein Segment definiert sein, es können jedoch beliebig viele definiert
werden. Jedes Segment schließt direkt an das vorhergehende an. Es gibt dynamische,
bestehend aus Start- und Endtemperatur sowie der Heizrate, und isotherme Segmente,

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bestehend aus einer Starttemperatur und einer Zeitdauer. Weiterhin können Angaben zum
Spülgas, Abtastrate und Modulendverhalten gemacht werden. Werden diese Angaben nicht
gemacht, so werden vom System Default-Werte verwendet. Neue Methoden werden mit dem
oben gewählten USER verknüpft.
5) Experiment auswählen: Im Experimentfenster können zusätzliche Informationen eingegeben
werden. Diese Zusatzinformationen sind nicht zwingend, jedoch hilfreich für eine spätere
Bewertung der Messung. Neue Experimente werden mit dem oben gewählten USER
verknüpft. Es können einfach alte Experimente geladen werden, wenn sie wiederholt werden
sollen. Es müssen dann in dem Experiment Fenster die weißen Eingabefelder ausgefüllt
werden (Probename, Größe). Das Ausfüllen des Feldes Bemerkungen ist sehr hilfreich, wenn
später dieser Datensatz nochmals zugeordnet werden soll, also Angaben einfügen wie Katalysator
Typ, Dotierung, von Gruppe, am Datum etc. Sobald alles eingegeben ist wird in der
untersten Zeile das Experiment gestartet. Durch diesen Befehl läuft die Messung nicht sofort
los, sondern dieses Experiment wird in die Liste der anstehenden Experimente angefügt.
Diese Liste kann man im DSC Fenster unter Steuerung/Experiment-Zwischenspeicher
ansehen und gegebenenfalls Experimente aus der Liste löschen. Sollten keine weiteren Experimente
mehr laufen, so startet dieses Experiment automatisch mit dem Schritt: Gehe zur
Einsetztemperatur. Ist diese erreicht, dann meldet das Gerät: Probe einsetzen. Hiermussder
Benutzer nun an der DSC-Messzelle die Taste FURNACE betätigen. Der Probenraumdeckel
öffnet sich und die Probe kann eingesetzt werden. Hier aufpassen, dass die kleine Erhebung
am Tiegelboden auch in die Vertiefung des Fühlers hinein rutscht und der Sensor nicht
dezentriert wird. Danach wieder die Taste FURNACE betätigen. Der Deckel schließt sich.
Dies wird aber nicht vom Rechner erkannt, sondern wenn alles OK ist, wird an der Messstation
die Taste OK oder am Rechner im Modulfenster der OK Button betätigt. Sicherstellen,
dass am Kryostat das Ventil für den externen Kühlkreislauf auf maximalem Fluss steht (Hebel
rechts bei den Anschlüssen für den externen Verbraucher). Kontrollieren, dass der Stickstofffluss
bei der Probenraumspülung angestellt ist. Es erscheint die Meldung: Gehe zur Starttemperatur.
Sobald diese erreicht ist beginnt die Datenaufnahme. Das Ausgabefeld im DSC
Fenster wechselt nach rot und die Meldung: "Messung" erscheint. Der Ablauf ist beendet,
wenn die Meldung erscheint: Probe entnehmen.
6) Auswertung:

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Die Software der Firma Mettler bietet keine Möglichkeit Daten über der reziproken absoluten
Temperatur darzustellen oder auszuwerten. Daher werden die Daten als ASCII Datenfile
exportiert und in einem Auswerteprogramm bzw. Tabellenkalkulationsprogramm bearbeitet.
Hierzu folgendermaßen vorgehen:
a) Auswertefenster öffnen.
b) Kurve öffnen: eine Fileauswahlbox erscheint. Sollte die geöffnete Kurve gegen die Zeit,
dargestellt sein, so kann diese Darstellung unter Menüpunkt TA (Kurve gegen Referenz-
Temp etc.) geändert werden. Außerdem kann unter Einstell. das Standard Koordinatensystem
für das Öffnen von Kurven vorgegeben werden.
c) Datenexport: Bevor die Daten exportiert werden, müssen erst die entsprechenden Daten
ausgewählt werden, die im File abgelegt werden sollen:
1. Menü: Einstell.→ DRUCKEN/EXPORT ↔ Kurvenwert
2. Menü: Einstell. → Tabelle ↔ Abszisse Start =0 Inkrement =1 Größe =0
3. Kurve anwählen durch Mausklick links → Farbe der Kurve ändert sich
4. Menü: Datei → IMPORT/EXPORT ↔ EXPORT in anderem Format. Als Datentyp:
Text auswählen.
d) Löschen von Darstellungen: Anwählen, Farbe ändert sich. SHIFT DELETE
7) Ende des Versuchs:
a) Kryostat Durchflusshebel auf Minimum. Netzschalter aus. Kühlwasser aus.
b) Rechner: Nicht das Programm verlassen, nicht ausschalten.
c) DSC Probe entnehmen und entsorgen. Messzelle wieder schließen.
d) Preßluftflasche schließen (Ventil V1), Zuleitung des Reaktionsgases vom DSC Gerät
trennen. V2 durch Linksdrehung wieder in die ursprünglichen Stellungen bringen (die
Druckanzeigen M1 und M2 werden langsam gegen Null gehen)
e) Stickstoffflasche schließen.
f) Gerät nicht ausschalten.
g) Alle Zubehörteile und Bedienungshandbücher in den Schrank, abschließen.
Literatur:
1. Patat-Kirchner: Praktikum der Technischen Chemie, W. de Gruyter, Berlin (1975)

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2. E. Fitzer, W. Fritz, G. Emig: "Technische Chemie; Einführung in die Chemische
Reaktionstechnik", Springer-Verlag, 1995
3. Satterfield, C.H.: Mass Transfer in Heterogeneous Catalysis, M.I.T. Press, Cambridge, Mass.
(1970)
4. Thiele, E.: Ind. Eng. Chem. 31, 916 (1939)
5. Wagner, C.: Z. Phys. Chem. A, 193, 1 (1943)
6. Smith, J.M.: Chemical Enginneering Kinetics, McGraw-Hill (1970)
7. Baerns, M.; Hofmann, H.; Renken, A.: Chemische Reaktionstechnik, G. Thieme, Stuttgart
(1987)
Sicherheitshinweise:
1) Die Laborordnung zum Umgang mit Druckgasflaschen ist zu beachten
2) Die Schläuche mit dem Kältemittel sind mit Schlauchschellen zu sichern.
3) Beim Hantieren mit den Schläuchen sind Arbeitshandschuhe zu tragen.
4) Beim Öffnen der Druckgasflaschen und Einstellen der Gasflüsse Schutzbrille tragen.
Teileliste:
1) Pressluft
2) N 2
3) Methanol (Schrank unter dem Abzug)
4) Katalysatorproben
5) Kryostat
6) DSC Tiegel
7) DSC Werkzeug (kleiner Spatel)
Sicherheitsdatenblätter: (In der Arbeitsplatzvorschrift)
Thermostatflüssigkeit
Methanol

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Anhang:
Methode zur Regenerierung des Katalysators:
Gedruckt am 31.08.2000 14:35
Methode : TC Katalysator regenerieren, 27.06.2000 15:07:45
Autor : Praktikum
Tiegel : Aluminium hoch 160 µl
Messtechnik : DSC
Start-Temp : 120 °C
End-Temp : 250 °C
Probe
Vorbereitung
1. Verbindung Luft/Methanol Gemisch von Gas 1 trennen
2. Stickstoff als dry gas ca 14 Skalenteile
3. ca. 20 mg Katalysator in hohen Al Tiegel offen locker geschüttet
Gewichtsbereich: 0 - 50 mg
Abtastintervall : 1 s
Einsetz-Temperatur Benutzer : 120 °C
Entnahme-Temperatur Benutzer : 120 °C nicht beibehalten
Segment 1
Start-Temp. : 120 °C
End-Temp. : 250 °C
Heizrate : 10 °C/ min
Gas
: N2, 0 ml/min
Segment 2
Temperatur : 250 °C
Dauer
: 10 min
Gas
: N2, 0 ml/min
Methode zur Untersuchung des Katalysators:
Gedruckt am 31.08.2000 14:35
Methode : TC Katalysetest, 27.06.2000 14:00:27
Autor : Praktikum
Tiegel : Aluminium hoch 160 µl
Messtechnik : DSC
Start-Temp : 120 °C
End-Temp : 10 °C
Probe
Vorbereitung
1. regenerierten Katalysator in offenen Aluminium Tiegel (hoch)
2. Tiegel ca halbvoll, locker eingefüllt
3. Stickstoff als dry gas ca 14 Skalenteile
4. Pressluft als Gas durch Sättiger mit Methanol ca 6 Skalenteile
5. Pumpe anschalten
Gewichtsbereich: 0 - 50 mg
Abtastintervall : 1 s
Einsetz-Temperatur Benutzer : 120 °C
Entnahme-Temperatur Benutzer : 120 °C beibehalten
Segment 1
Temperatur : 120 °C
Dauer
: 5 min
Gas
: Luft/Methanol, 6 Skt
Segment 2
Start-Temp. : 120 °C
End-Temp. : 30 °C

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Heizrate
Gas
: -4 °C/ min
: Luft/Methanol, 6 Skt
Beispiel einer exportierten ASCII Datei:
Gedruckt am 31.08.2000 15:14
Auswertung
TC 0.05% Pt/Al2O3, ohne Regenerierung, 29.06.2000 13:05:03
TC 0.05% Pt/Al2O3, ohne Regenerierung, 17.8000 mg
Kurve TC 0.05% Pt/Al2O3, ohne Regenerierung, 29.06.2000 13:05:03
Werte
Index Ref. Temp Wert
0 120 1.6381
1 120 1.6038
297 120 -6.3615
298 120 -6.5785
299 120 -6.7954
300 120 -7.047
301 119.9333 -7.2101
302 119.8667 -7.3912
303 119.8 -7.569
304 119.7333 -7.7295
305 119.6667 -7.8759
306 119.6 -8.007
307 119.5333 -8.131
308 119.4667 -8.248
309 119.4 -8.3496
310 119.3333 -8.4461
311 119.2667 -8.5355
312 119.2 -8.6177
313 119.1333 -8.6957
314 119.0667 -8.7678
315 119 -8.8345
1941 10.6 -3.1768
1942 10.5333 -3.1739
1943 10.4667 -3.1712
1944 10.4 -3.1686
1945 10.3333 -3.1663
1946 10.2667 -3.1643
1947 10.2 -3.1623
1948 10.1333 -3.1604
1949 10.0667 -3.1588