Vanadiumdotierte Metalloxide und –oxofluoride als Katalysatoren in selektiven OxidationsreaktionenKerstin Scheurell112323452.16457#18393#259789204#10510597#4081112400#134383#137392#136132.214451#5815500#141617382#278182.32.3.1192.3.22021464#18122232425262.4272.4.128597#22029456#2030463#5031463#22467#86322.4.233342.5353353.136373.1.13839404142597#4233.1.24344587#10645464748597#22449397#27550397#275515253113#49545556397#2755758220#475960597#22461416#28962633.1.36465578#106666768397#27569397#2817071397#27572151#4573597#22474753.1.47677255#404787980397#275818283397#2758484#238586365#302878889404#281903.23.2.191220#4392163#65370#4893292#919495597#22496979899597#444100597#224101321#223102103104597#638105456#21106463#84461#136107475#1161081093.2.2110111445#182112404#280113404#280114404#280115116117412#286118412#286119120412#286121122470#317123124597#224125597#224126597#2241271283.312941294.1130439#97131132250#1514.2133134340#255135340#256136137302#317138597#521139140284#377141597#342142597#472143144408#283145146412#286147148597#224149150404#280151152408#283153597#2251544.315515651561575.1158597#224597#224597#224159597#224160161404#280162597#224163597#224164165597#224166167168597#2245.2169170597#224171597#224597#224172173404#280174597#224175176617617717817918018171817.11821831841857.21867.31871887.41897.51901911921931941951967.6378#2741977.71981997.82007.9201202203 AbkürzungsverzeichnisLiteraturverzeichnisAnhangDanksagungErklärungdeInhaltsverzeichnisHilfe Anhang

a.) m: monokline; t: tetragonale Modifikation des ZrO2; a: amorphe Phasen

Probe

C-Gehalt [%]

V-Gehalt [mol-%]

XRDa.)

Ramana.)

SBET [m2/g]

VZ 00 CP

0,13

0

m + t

17,7

VZ 05 CP

0,18

3,9

t + m

t + m, ZrV2O7 Polyvanadate

27,8

VZ 10 CP

0,18

10,3

t

27,3

VZ 15 CP

0,29

17,8

t

16,8

VZ 20 CP

0,03

19,3

t + ZrV2O7

t, ZrV2O7, V2O5, Monovanadate

11,0

VZ 25 CP

0,03

25,3

t + ZrV2O7

14,4

VZ 10 BuOH CP

0,17

8,0

t + m

119,0

VZ 10 12h CP

0,04

9,2

t

105,4

VZ 10 24h CP

0,05

9,3

t

109,3

VZ 10 48h CP

0,03

8,4

a

a, ZrV2O7, Polyvanadate

287,6

VZ 10 96h CP

0,08

8,4

a

304,3

VZ 00 SG

0,09

0

t + m

34,2

VZ 05 SG

0,09

4,2

t

t + m, ZrV2O7, Polyvanadate

44,0

VZ 10 SG

0,04

9,5

t

50,4

VZ 15 SG

0,06

14,5

t

65,9

VZ 20 SG

0,05

20,0

t

43,8

VZ 25 SG

0,03

25,7

t + ZrV2O7

16,3
Tabelle 28: Zusammensetzung, Volumen- und Oberflächeneigenschaften vanadiumdotierter Zirkoniumdioxide

X: Propanumsatz; Y: Ausbeuten; S: Selektivitäten

Probe

V-Gehalt

XPropan

YPropen

YCO

YCO2

SPropen

SCO

SCO2

[mol-%]

[%]

[%]

[%]

[%]

[%]

[%]

[%]

VZ 00 CP

0

1,6

0,1

0

1,5

4,6

0

95,4

VZ 05 CP

3,9

12,2

3,5

5,9

2,8

28,7

48,4

22,9

VZ 10 CP

10,3

33,1

5,9

19,5

7,6

18,0

59,0

23,0

VZ 15 CP

17,8

33,0

4,8

20,5

7,6

14,6

62,3

23,1

VZ 20 CP

19,3

29,5

6,7

15,5

7,3

22,7

52,6

24,9

VZ 25 CP

25,3

29,0

6,5

15,9

6,6

22,5

54,7

22,8
Tabelle 29: Umsatz, Ausbeuten und Selektivitäten für die katalytische ODH von Propan an vanadiumdotierten Zirkoniumdioxiden

X: Propanumsatz; Y: Ausbeuten; S: Selektivitäten

Probe

V-Gehalt

XPropan

YPropen

YCO

YCO2

SPropen

SCO

SCO2

[mol-%]

[%]

[%]

[%]

[%]

[%]

[%]

[%]

VS 00 CP

0

2,0

0

0

0

0

0

0

VS 05 CP

7,1

6,7

2,6

0

4,1

38,7

0

61,3

VS 15 CP

19,1

10,2

1,3

5,5

3,4

12,7

53,9

33,3

VS 25 CP

24,4

11,1

1,2

7,7

2,3

10,4

68,9

20,6
Tabelle 30: Umsatz, Ausbeuten und Selektivitäten für die katalytische ODH von Propan an vanadiumhaltigen Siliciumdioxiden

X: Propanumsatz; Y: Ausbeuten; S: Selektivitäten

Probe

V-Gehalt

XPropan

YPropen

YCO

YCO2

SPropen

SCO

SCO2

[mol-%]

[%]

[%]

[%]

[%]

[%]

[%]

[%]

VAlO 00 SG

0

3,5

0,43

1,3

1,7

12,2

36,7

48,9

VAlO 10 SG

9,3

46,1

8,6

26,0

8,6

18,7

56,4

18,7

VAlO 20 SG

21,5

50,1

6,8

30,5

10,9

13,5

60,8

21,8

VAlO 40 SG

38,7

56,7

4,0

35,1

17,3

7,1

61,9

30,6
Tabelle 31: Umsatz, Ausbeuten und Selektivitäten für die katalytische ODH von Propan an vanadiumdotierten Aluminiumoxiden

X: Propanumsatz; Y: Ausbeuten; S: Selektivitäten

Probe

V-Gehalt

XPropan

YPropen

YCO

YCO2

SPropen

SCO

SCO2

[mol-%]

[%]

[%]

[%]

[%]

[%]

[%]

[%]

VAlF 00 SG

0

2,7

1,5

0

1,1

54,6

0

41,6

VAlF 05 SG

4,2

7,5

5,1

1,6

0,6

67,8

21,8

8,0

VAlF 10 SG

8,6

35,6

12,5

7,1

1,9

35,1

19,9

5,3

VAlF 15 SG

14,0

33,7

10,2

11,3

3,1

30,2

33,4

9,1

VAlF 20 SG

22,0

32,7

9,1

14,2

4,1

27,7

43,3

12,4

VAlF 25 SG

31,0

30,0

8,9

10,6

3,4

29,8

35,4

11,3
Tabelle 32: Umsatz, Ausbeuten und Selektivitäten für die katalytische ODH von Propan an vanadiumdotierten Aluminiumoxofluoriden

X: Propanumsatz; Y: Ausbeuten; S: Selektivitäten

Zeit

XPropan

YPropen

YCO

YCO2

SPropen

SCO

SCO2

[h]

[%]

[%]

[%]

[%]

[%]

[%]

[%]

1

34,1

11,3

9,3

2,5

33,0

27,2

7,3

18

33,9

10,5

12,9

3,4

31,0

38,0

10,0

20

33,5

10,6

12,3

3,2

31,5

36,7

9,4

22

32,9

10,5

8,4

2,2

31,9

25,7

6,6

42

33,4

10,8

9,7

2,5

32,4

28,9

7,6
Tabelle 33: Langzeitversuch zur ODH von Propan am Katalysator VAlF 10 SG

X: Propanumsatz; Y: Ausbeuten; S: Selektivitäten; FA: Formaldehyd, COx: Summe aus CO und CO2, DME: Dimethylether, MF: Methylformiat

Probe

XMethanol

YFA

YCOx

YDME

YMF

SFA

SCOx

SDME

SMF

[%]

[%]

[%]

[%]

[%]

[%]

[%]

[%]

[%]

VZ 00 CP

27,8

0

9,1

0,1

0,06

0

32,8

0,5

0,2

VZ 05 CP

100

0

33,3

0,01

0

0

33,3

0,01

0

VZ 10 CP

100

0

33,3

0

0

0

33,3

0

0

VZ 15 CP

99,3

1,7

33,2

0,01

0

1,7

32,2

0,01

0

VZ 20 CP

99,9

0,7

32,4

0

0,7

0,7

32,4

0

0,7

VZ 25 CP

100

3,5

30,9

0,15

0

3,5

30,9

0,15

0
Tabelle 34: Umsatz, Ausbeuten und Selektivitäten für die selektive Methanoloxidation an vanadiumdotierten Zirkoniumdioxiden

X: Propanumsatz; Y: Ausbeuten; S: Selektivitäten; FA: Formaldehyd, COx: Summe aus CO und CO2, DME: Dimethylether, MF: Methylformiat

Probe

XMethanol

YFA

YCOx

YDME

YMF

SFA

SCOx

SDME

SMF

[%]

[%]

[%]

[%]

[%]

[%]

[%]

[%]

[%]

VS 00 CP

31,9

0,6

9,4

0

0,3

2,4

31,2

0

0,8

VS 05 CP

93,6

15,5

20,2

0,8

0,2

16,5

21,6

0,8

0,2

VS 15 CP

99,8

20,9

19,5

0

0

21,3

20,1

0

0

VS 25 CP

99,9

18,7

20,5

0,2

0,02

18,9

20,6

0,2

0,02
Tabelle 35: Umsatz, Ausbeuten und Selektivitäten für die selektive Methanoloxidation an vanadiumhaltigen Siliciumdioxiden

X: Propanumsatz; Y: Ausbeuten; S: Selektivitäten; FA: Formaldehyd, COx: Summe aus CO und CO2, DME: Dimethylether, MF: Methylformiat

Probe

XMethanol

YFA

YCOx

YDME

YMF

SFA

SCOx

SDME

SMF

[%]

[%]

[%]

[%]

[%]

[%]

[%]

[%]

[%]

VAlO 00 SG

42,5

0

0,7

19,0

0

0

1,7

44,7

0

VAlO 10 SG

97,3

0

32,0

0,7

0

0

32,8

0,7

0

VAlO 20 SG

99,7

0,6

32,7

0,1

0

0,6

32,9

0,1

0

VAlO 40 SG

100

0,1

33,0

0,03

0

0,1

33,3

0,03

0
Tabelle 36: Umsatz, Ausbeuten und Selektivitäten für die selektive Methanoloxidation an vanadiumdotierten Aluminiumoxiden

X: Propanumsatz; Y: Ausbeuten; S: Selektivitäten; FA: Formaldehyd, COx: Summe aus CO und CO2, DME: Dimethylether, MF: Methylformiat

Probe

XMethanol

YFA

YCOx

YDME

YMF

SFA

SCOx

SDME

SMF

[%]

[%]

[%]

[%]

[%]

[%]

[%]

[%]

[%]

VAlF 00 SG

9,1

0

1,1

3,0

0

0

11,6

32,8

0

VAlF 05 SG

98,0

17,2

20,9

0,6

0

17,5

21,3

0,6

0

VAlF 10 SG

98,1

29,4

11,7

0,8

0

30,2

12,0

0,8

0

VAlF 15 SG

99,1

25,7

15,3

0,8

0

25,9

15,4

0,8

0

VAlF 20 SG

99,1

6,3

28,2

1,0

0,01

6,5

28,5

1,0

0,01

VAlF 25 SG

99,4

6,1

26,5

1,0

0,01

6,3

27,2

1,0

0,01
Tabelle 37: Umsatz, Ausbeuten und Selektivitäten für die selektive Methanoloxidation an vanadiumdotierten Aluminiumoxofluoriden