Technische Katalyse

Technische Katalyse......Page 2
Inhalt......Page 10
1.1 Das Phänomen Katalyse......Page 18
1.2 Wirkungsweise von Katalysatoren......Page 21
1.3 Unterteilung der Katalysatoren......Page 25
1.4 Vergleich von homogener und heterogener Katalyse......Page 27
Übungen zu Kapitel 1......Page 31
2 Homogene Katalyse mit Übergangsmetall-Katalysatoren......Page 34
2.1.1 Koordination und Austausch von Liganden......Page 35
2.1.2 Komplexbildung......Page 39
2.1.3 Säure-Base-Reaktionen......Page 41
2.1.4 Redox-Reaktionen: Oxidative Addition und reduktive Eliminierung......Page 44
2.1.5 Einschub- und Eliminierungsreaktionen......Page 50
2.1.6 Reaktionen an koordinierten Liganden......Page 55
Übungen zu Abschnitt 2.1......Page 59
2.2.1 Die 16/18-Elektronenregel......Page 62
2.2.2 Katalytische Kreisprozesse......Page 63
2.2.3 Harte und weiche Katalyse......Page 65
2.2.3.1 Harte Katalyse mit Übergangsmetallverbindungen......Page 66
2.2.3.2 Weiche Katalyse mit Übergangsmetallverbindungen......Page 68
Übungen zu Abschnitt 2.2......Page 74
2.3 Charakterisierung homogener Katalysatoren......Page 76
Übungen zu Abschnitt 2.3......Page 83
3.1 Übersicht......Page 84
3.2.1 Oxosynthese......Page 87
3.2.2 Essigsäure durch Methanol-Carbonylierung......Page 91
3.2.3 Selektive Ethylen-Oxidation nach dem Wacker-Verfahren......Page 92
3.2.4 Oxidation von Cyclohexan......Page 95
3.2.5 Asymmetrische Hydrierung: L-Dopa nach dem Monsanto-Verfahren......Page 96
3.2.6 Oligomerisation von Ethylen: der SHOP-Prozeß......Page 98
Übungen zu Kapitel 3......Page 100
4.1 Teilschritte der heterogenen Katalyse......Page 104
4.2.1 Die Bedeutung der Adsorption bei der heterogenen Katalyse......Page 107
4.2.2 Kinetische Ansätze......Page 112
4.2.3 Mechanismen heterogen katalysierter Gasreaktionen......Page 115
Übungen zu Abschnitt 4.2......Page 121
4.3.1 Energetische Aspekte der katalytischen Aktivität......Page 123
Übungen zu Abschnitt 4.3.1......Page 140
4.3.2 Sterische Effekte......Page 142
Übungen zu Abschnitt 4.3.2......Page 154
4.3.3 Elektronische Faktoren......Page 155
4.3.3.1 Metalle......Page 158
4.3.3.2 Halbleiter......Page 167
4.3.3.3 Isolatoren: saure und basische Katalysatoren......Page 182
Übungen zu Abschnitt 4.3.3......Page 192
4.4.1 Trägerkatalysatoren......Page 194
4.4.2 Promotoren......Page 204
Übungen zu Abschnitt 4.4......Page 210
4.5 Katalysatordesaktivierung und -regenerierung......Page 211
Übungen zu Abschnitt 4.5......Page 225
4.6.1 Physikalische Charakterisierung......Page 226
4.6.2 Oberflächenanalysemethoden und chemische Charakterisierung......Page 231
Übungen zu Abschnittt 4.6......Page 239
5.1 Verfahren der Katalysatorherstellung......Page 242
5.2 Immobilisierung von Homogenkatalysatoren......Page 249
Übungen zu Kapitel 5......Page 258
6.1 Aufbau und Struktur der Zeolithe......Page 260
6.2 Herstellung der Zeolithe......Page 263
6.3 Katalytische Eigenschaften der Zeolithe......Page 264
6.3.1 Formselektivität......Page 265
6.3.2 Acidität von Zeolithen......Page 271
6.4 Isomorph substituierte Zeolithe......Page 275
6.5 Metalldotierte Zeolithe......Page 277
6.6 Einsatzgebiete der Zeolithe......Page 279
Übungen zu Kapitel 6......Page 282
7.1 Stufen der Katalysatorentwicklung......Page 286
7.2 Katalysatorplanung am Beispiel der Olefin-Umwandlung in Aromaten......Page 288
7.3 Auswahl und Test von Katalysatoren in der Praxis......Page 294
7.3.1 Katalysator-Screening......Page 295
7.3.2 Katalysatortestreaktoren für reaktionstechnische Untersuchungen......Page 298
7.3.3 Statistische Versuchsplanung und Optimierung......Page 305
7.3.4 Kinetische Modellierung und Simulation......Page 320
Übungen zu Kapitel 7......Page 335
8.1 Übersicht......Page 338
8.2.1 Die Ammoniak-Synthese......Page 343
8.2.2 Hydrierung......Page 346
8.2.3 Methanol-Synthese......Page 351
8.2.4 Selektive Propen-Oxidation......Page 354
8.2.5 Selektive katalytische Reduktion von Stickoxiden......Page 358
8.2.6 Olefin-Polymerisation......Page 360
Übungen zu Kapitel 8......Page 363
9 Katalysereaktoren......Page 368
9.1 Zweiphasen-Reaktoren......Page 370
9.2 Dreiphasen-Reaktoren......Page 374
9.2.1 Festbettreaktoren......Page 376
9.2.2 Suspensionsreaktoren......Page 378
9.3 Reaktoren für homogen-katalysierte Reaktionen......Page 382
Übungen zu Kapitel 9......Page 384
10 Wirtschaftliche Bedeutung der Katalysatoren......Page 388
11.1 Homogene Katalyse......Page 394
11.2 Heterogene Katalyse......Page 396
Lösungen der Übungen......Page 402
Lehrbücher, Nachschlagewerke und Broschüren zu heterogenen Katalyse (L)......Page 440
Literatur zu den Kapiteln 1-11......Page 441
Register......Page 450