Katalyse an Metallen und Metalloxiden in Hydrierreaktionen

Zusammenfassung

Der Ablauf einer heterogen katalysierten Reaktion setzt die Chemisorption und die damit verbundene Aktivierung mindestens eines Reaktanden an der Katalysatoroberfläche voraus. Den größten Beitrag zur Chemisorptionswärme liefert die Energie der lokalen Wechselwirkung zwischen dem reagierenden Molekül und den katalytisch aktiven Oberflächenzentren. Dieser Effekt tritt besonders stark bei hochdispersen Metallen mit einer durchschnittlichen Metallpartikelgröße von 1 bis 3 nm in den Vordergrund, die einen hohen Anteil an Oberflächenatomen mit einer niedrigen Koordinationszahl enthalten. Bei einer Metallpartikelgröße im Bereich zwischen 6 und 50 nm gehen die besonderen Eigenschaften der hochdispersen Teilchen zum Teil verloren. Aus der Messung der an Metallen chemisorbierten Gasmengen (z. B. Wasserstoff, Sauerstoff, CO) lassen sich für die Metallpulver spezifische Oberflächengrößen von 1–20 m² g⁻¹, für Metallkomponenten in Metall/Träger-Katalysatoren von bis zu 50 m² g⁻¹ und für stabilisierte Metallnanoschichten Werte bis zu 100 m² g⁻¹ bestimmen.