Professur Technische Chemie

Lehrveranstaltung Heterogene Katalyse MA-B2

Sommersemester 2013

211037-871

Dozenten: Dr.-Ing. Thomas Schwarz und Assistenten

Termine (Stand: 28.03.2013)

Tag Montag Mittwoch    
Zeit 15:30 - 17:00 Uhr 15:30 - 17:00 Uhr    
Raum 1/232 1/232    
         
Woche     VE  
15 08.04.2013   1 Einführung
16 15.04.2013   1 Sorption
17 22.04.2013 24.04.2013 2 Mikrokinetik I+II
18 29.04.2013   1 Mikrokinetik III
19 06.05.2013 08.05.2013 2 Mikrokinetik IV+V
20 13.05.2013   1 Desaktivierung
21   22.05.2013 1 Stofftransport I
22 27.05.2013   1 Stofftransport II
23     0  
24     0  
25 17.06.2013   1 Stofftransport III
26 24.06.2013   1 Stofftransport IV
27 01.07.2013   1 Stofftransport V
28 08.07.2013   1 Stofftransport VI
29 15.07.2013   1 Stofftransport VII
      15  

Praktikumstermine (Stand: 28.03.2013)

Das Praktikum findet im Zeitraum 22.05. 2013-12.07. 2013 statt.
Es umfasst 3 von 4 angebotenen Versuchen.
Einschreibliste ab 15.04. 2013 am Raum 1/240A.
Anmeldung bitte in Gruppen mit je 2 Studierenden

Gliederung

  • 1. Einführung
    • 1.1. Bedeutung und Einordnung der heterogenen Katalyse
    • 1.2. Historischer Abriss der Katalyse
    • 1.3. Wirtschaftsdaten
    • 1.4. Strategien der Katalysatorentwicklung
      • 1.4.1. Wissensbasiert
      • 1.4.2. Empirisch
    • 1.5. Literaturempfehlungen
    • 1.6. Vorlesungsgliederung
    • 1.7. Ausgewählte reaktionstechnische Grundlagen
  • 2.2. Wechselwirkung von Molekülen mit Festkörperoberflächen
    • 2.1. Sorption
      • 2.1.1. Physisorption
      • 2.1.2. Chemisorption
    • 2.2. Molekulare Betrachtung
      • 2.2.1. Energetische Faktoren
      • 2.2.2. Sterische Faktoren
      • 2.2.3. Elektronische Faktoren
    • 2.3. Beispiele
      • 2.3.1. Aktivierung H2O2 an TS-1
      • 2.3.2. CO-Oxidation an Ru
  • 3. Mikrokinetik
    • 3.1. Ableitung von Reaktionsgeschwindigkeitsansätzen
      • 3.1.1. Methoden
    • 3.2. Allgemeine Beispiele
      • 3.2.1. Monomolekulare heterogen katalysierte Reaktionen
      • 3.2.2. Bimolekulare heterogen katalysierte Reaktionen
    • 3.3. Modelldiskriminierung
    • 3.4. Konkrete Beispiele
      • 3.4.1. Hydrodesulfierung am MoS2-Nanoclustern
      • 3.4.2. Hydrierung von Glucose an Ru/Aktivkohle
      • 3.4.3. Partielle Oxidation von Propen an BiMo-Oxid Katalysatoren (Mars-van-Krevelen-Mechanismus)
  • 4. Makrokinetik - Stoff- und Wärmetransport bei heterogen katalysierten Gas- und Flüssigreaktionen
    • 4.1. Allgemeines
    • 4.2. Äußerer Stofftransport - Filmdiffusion
    • 4.3. Äußerer Wärmetransport - Wärmeübertragung
    • 4.4. Innerer Stofftransport - Porendiffusion im Katalysator
    • 4.5. Innerer Wärmetransport - Wärmeleitung
    • 4.6. Überlagerungen von inneren und äußeren Transporteffekten
    • 4.7. Stofftransport im Mehrphasenkatalyse (Gas/Flüssig/Fest)
  • 5. Katalysatordesaktivierung
    • 5.1. Phänomenologie der Desaktivierung
    • 5.2. Desaktivierungsmechanismen
      • 5.2.1. Vergiftung
      • 5.2.1. Verkokung
      • 5.2.1. Sinterung
      • 5.2.1. Austrag über die Gasphase
    • 5.3. Beispiele
    • 5.4. Verringerung der Desaktivierung und Regenerierung
  • 6. Katalysatorherstellung
    • 6.1. Einleitung
    • 6.2. Vollkatalysatoren und Katalysatorträger
      • 6.2.1. Klassische Fällung / Cofällung
      • 6.2.2. Sol-Gel-Synthesen
      • 6.2.3. Templatgestützte Synthesen
      • 6.2.4. Tensidgestützte Synthesen
      • 6.2.5. Flammenhydrolyse
      • 6.2.6. Spezielle Verfahren (Schmelzen, Raney-Nickel)
    • 6.3. Trägerkatalysatoren - Oberflächenchemie
      • 6.3.1. Fest-Flüssig-Grenzflächenchemie
      • 6.3.2. Imprägnierung
      • 6.3.3. Ionenaustausch
      • 6.3.4. Auffällung
      • 6.3.5. Heterogenisierung von Homogen-Katalysatoren (Grafting/Anchoring)
    • 6.4. Formgebungsverfahren
      • 6.4.1. Sprühtrocknung
      • 6.4.2. Öltropfen-Koagulation
      • 6.4.3. Tablettieren und Extrudieren
      • 6.4.4. Granulieren
  • 7. Reaktoren für heterogen-katalysierte Gasphasen-Reaktionen
    • 7.1. Laborreaktoren
    • 7.2. Industriereaktoren
    • 7.3. Neue Reaktorkonzepte
  • 8. Reaktoren für heterogen-katalysierte Gas/Flüssigreaktionen (Mehrphasenreaktionen) - optional
    • 8.1. Laborreaktoren
    • 8.2. Industriereaktoren