Jahresbericht 2007 - Leibniz-Institut für Katalyse

Katalysatorentwicklung und Reaktionstechnik Hochdurchsatztechnologie
Einfluss des Mo:W-Verhältnisses
in MoWVNbTe-Mischoxidkatalysatoren
auf die Propanoxidation
zu Acrylsäure
Zielsetzung
Die Direktoxidation von Propan zu Acrylsäure gelingt an
Mischoxidkatalysatoren der Zusammensetzung Mo-V-Nb-Te
(Patente von Mitsubishi Chemicals und Rohm&Haas) mit bis
zu 50% Acrylsäureausbeute. Diese Patente lösten eine Flut von
Forschungsarbeiten aus, in denen der Katalysator genauer hinsichtlich
seiner Phasenzusammensetzung charakterisiert wurde sowie
geeignetere Herstellungsmethoden entwickelt wurden. Der Großteil
der Forschungsarbeiten konzentrierte sich jedoch auf die bereits in den
ursprünglichen Patenten beschriebene Katalysatorzusammensetzung;
Modifikationen des Anteils der Bestandteile oder eine Dotierung
des Mischoxids mit weiteren Elementen finden sich nur vereinzelt in
Patenten.
Herangehensweise und Ergebnisse
In der Arbeit sollte der Einfluss der Zusammensetzung des
Mischoxids auf die katalytischen Eigenschaften Propanumsatz und
Acrylsäureselektivität untersucht werden. Da bekannt ist, dass Mo und
W sich in vielen Mischoxidphasen auf den Gitterplätzen gegenseitig
ersetzen können, wobei die elektronischen Eigenschaften des
Festkörpers verändert werden, erwarteten wir eine deutliche Änderung
der katalytischen Eigenschaften, wenn ein Teil des Mo durch W ersetzt
wird. Es wurden Katalysatoren vom Typ (Mo+W) V Te Nb O 1 a 0,16 0,12 x
mit zwei V-Gehalten (a=0,3 und 0,5) untersucht, wobei das Mo
stufenweise gegen W ausgetauscht wurde.
Die Präparation der Katalysatoren erfolgte nach der
Hydrothermalmethode in 16 heizbaren Miniaturautoklaven (48 h,
145-160°C). Die erhaltenen Feststoffe wurden bei 600°C für 6 h in
einem sehr geringen N -Strom kalziniert. Die katalytische Testung
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erfolgte in einem 15-fach Parallelreaktor bei 1bar, 370-410°C und
drei Verweilzeiten.
Themenleiter:
Dr. Uwe Rodemerck
Tel.: (030) 6392 - 4458
Fax: (030) 6392 - 4454
uwe.rodemerck@catalysis.de
Masterarbeit:
M.Sc. Astrid Bollenbach
Hydrothermalsynthese in
16 Miniaturautoklaven
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