Die katalytische Kohlenmonoxidverbrennung an Nickeloxid

Abstract

AbstractDurch Messung der elektrischen Leitfähigkeitsänderung von undotiertem NiO bei der Chemisorption von CO, O2 und CO2 bei 250 °C an Proben, die zwischen Herstellung und Messung nicht an Luft gelangten, konnte festgestellt werden, daß bei der CO‐Chemisorption positive Ionen und bei der O2‐Chemisorption negative Ionen auf der Katalysatoroberfläche gebildet werden; CO2 hat keinen Einfluß auf die Leitfähigkeit. An undotierten NiO‐Katalysatoren unterschiedlicher spezifischer Oberfläche, die nach einer neu ausgearbeiteten Vorschrift hergestellt sind, ergab sich, daß die Geschwindigkeitskonstante der CO‐Oxydation zwischen 170 und 350 °C nur von der Reaktionstemperatur abhängt. Die Reaktionsgeschwindigkeit ist der Katalysatoroberfläche proportional, allerdings nur dann, wenn keine Katalysatorgifte zugegen sind und eine Blockierung der Katalysatoroberfläche durch das entstehende CO2 verhindert wird. Bei Kontakten, die, wie bisher üblich, durch Zersetzung von Nickelkarbonat an Luft hergestellt sind, erhält man nur dann vergleichbare Aktivitäten, wenn die Herstellungstemperatur unterhalb 1000 °C liegt, andernfalls fällt die Aktivität ab und die Reproduzierbarkeit geht verloren. Da zur Herstellung dotierter NiO‐Katalysatoren jedoch Tempertemperaturen von 1000 °C erforderlich sind, mußte auch hierfür eine neue Vorschrift ausgearbeitet werden.Li2O‐Dotierung der NiO‐Katalysatoren hat keinen nennenswerten Einfluß auf die Reaktionsgeschwindigkeit ergeben, Ga2O2‐Dotierung führt hingegen mit zunehmender Konzentration zu einer Abnahme der Geschwindigkeitskonstante, die vorwiegend von einer Verringerung des Häufigkeitsfaktors, verbunden mit einer Zunahme der Aktivierungsenergie herrührt. Zwischen Reaktionsgeschwindigkeit und Defektelektronenkonzentration besteht eine in der Richtung gleichsinnige Abhängigkeit, die Änderungen sind jedoch einander nicht proportional.Vorbehandlung mit schnellen Neutronen sowie α‐Strahlen und γ‐Bestrahlung während der Reaktion zeigen keinen Einfluß auf die Reaktionsgeschwindigkeit.