Die ZnO-photosensibilisierte CO-Oxydation

Abstract

Kinetik und Aktivierungsenergie der CO-Oxydation an UV-bestrahltem ZnO werden in einer Strömungsapparatur untersucht und mit der Dunkelreaktion verglichen. Im Dunkeln beginnt die Reaktion wenig unter 300°C. Nach O2 wird die nullte, nach CO die erste Ordnung gefunden, dazu tritt eine starke Hemmung durch CO2 auf. Die Aktivierungsenergie beträgt im Bereich von 300 bis 450°C 24 kcal/mol. Im Licht beginnt die Reaktion bereits bei 50°C. Die Ordnung nach O2 und CO ändert sich nicht, die CO2-Hemmung verschwindet. Die Aktivierungsenergie beträgt von 50 bis 200°C 5 kcal/mol, von 200 bis 300°C 0 kcal/mol und von 300 bis 400°C 17 kcal/mol. Die starke Reaktionsbeschleunigung der UV-Einstrahlung wird auf die Verschiebung der Bindungselektronen im ZnO zurückgeführt in der Art, daß diese sich im Licht mehr am Zn aufhalten, der elektronenverarmte Sauerstoff also weniger anionoid, mithin der geschwindigkeitsbestimmenden Reaktion mit dem Donor CO leichter zugänglich ist. Aus dem gleichen Grunde verschwindet im Licht die Hemmung durch CO2-Adsorption.