Kinetik heterogen katalysierter Reaktionen und Reaktionsmechanismen
摘要
Durch die Bestimmung kinetischer Parameter einer heterogen katalysierten Reaktion gelingt es, nicht nur den effektivsten Katalysator für eine bestimmte Reaktion herauszufinden und Informationen über die günstigsten Prozessbedingungen zu gewinnen, sondern auch Hinweise zum möglichen Reaktionsmechanismus zu erhalten. Wie in Kap. 4 bereits demonstriert, sind heterogen katalysierte Reaktionen in ihrem Ablauf sehr komplex, sodass bei der kinetischen Beschreibung neben den mikrokinetischen Effekten (Adsorption, Oberflächenreaktion, Desorption) häufig auch makrokinetische Stofftransporteinflüsse auf die messbare, effektive Reaktionsgeschwindigkeit berücksichtigt werden müssen. Bei der Untersuchung der Kinetik heterogen katalysierter Reaktionen ist es daher wichtig festzustellen, welcher der Teilschritte der Reaktionsfolge der geschwindigkeitsbestimmende bzw. langsamste Schritt ist. Will man den Reaktionsmechanismus ermitteln, sollte man sicherstellen, dass nur die Reaktion der auf der Oberfläche des Katalysators adsorbierten Reaktanten geschwindigkeitsbestimmend ist. Dabei geht man im Allgemeinen davon aus, dass die Adsorption, die Oberflächenreaktion und die Desorption untrennbar miteinander verbunden sind und im Komplex gemeinsam betrachtet und modelliert werden.