Katalytische Wirkung von Übergangsmetallverbindungen Seltener Erden
Final Report Abstract
Die verwendete PrRh-Probe zeigte für den Temperaturbereich von 700 K bis 800K eine leicht erhöhte Reaktivität für die Oxidation von CO zu CO2. Unterhalb von 400K sind nur sehr geringe Konzentrationen von CO2 messbar und das Verhältnis von CO zu O2 entspricht im wesentlichen den Konzentrationen der bereitgestellten Gasmischung. Oberhalb von 800K nehmen die erzeugten CO2 Konzentrationen wieder ab. Für die CeRh-Probe konnte eine signifikant erhöhte Reaktivität nicht ermittelt werden. In den Ce3d- sowie Pr3d-Spektren sind dabei zumeist die dreiwertigen Oxide Ce2O3 sowie Pr2O3 erkennbar und nicht die für eine erhöhte Reaktivität erwarteten Oxide mit Wertigkeiten oberhalb von drei. Entweder sind diese Oxide thermisch nicht ausreichend stabil, um nach den Reaktionsexperimenten bei hohen Temperaturen weiterhin an der Oberfläche vorhanden zu sein, oder die Bildungs- bzw. Umwandlungstemperatur sowie der entsprechende Sauerstoffpartialdruck liegen außerhalb eines für die Ausbildung derartiger Oxide günstigen Bereiches. Die Strukturen in den Valenzbandspektren der Reaktionsexperimente sowie der höchsten Bedeckungen der Adsorptionsserien sind in einigen Fällen sehr ähnlich, auffällig ist das Fehlen von Kohlenstoffkontaminationen bei hohen Temperaturen, was auf eine Oxidation und anschließende Desorption des Kohlenstoffs hindeutet. Die innerhalb der beschriebenen Versuche experimentell ermittelte CO2-Ausbeute ist nur begrenzt aussagekräftig bezüglich der Reaktivität der jeweiligen Probe. Gründe hierfür liegen in den Beschränkungen der verwendeten Apparatur. Speziell sind die Kontrolle des Druckanstiegs im Reaktor, der Probentemperatur und des Mischungsverhältnis der Gase von Bedeutung. Außerdem von Bedeutung sind eine Variation der Ionisierungswahrscheinlichkeit der zu untersuchenden Gase im Massenspektrometer mit variierendem Umgebungsdruck und eine mögliche Entmischung der Gase über den Bypass in die Analysekammer. Weiteren Einfluss hat die verwendete Form der Probe, die eine sehr geringe Oberfläche sowohl im Vergleich zur Oberfläche des Reaktors als auch zu der in Katalyseexperimenten üblichen Pulverform hat.
