Schwermetallausgetauschte Zeolithe als Katalysatoren für die Selektivoxidation

Zeolithe, die Kationen der IV. Periode des Periodensystems von Ti bis Cu enthielten, wurden durch Ionenaustausch in wasriger Losung aus einem NaY-Zeolith hergestellt. Die strukturellen und oberflachenchemischen Eigenschaften dieser Zeolithe wurden durch Adsorption, Rontgenspektren, DTA, mit Thermogastitrimetrie, UV-VIS-, ESR- und IR-Spektroskopie charakterisiert. Die Zeolithstruktur bleibt in allen Fallen nach dem Austausch erhalten. Die Lokalisierung und der Koordinationszustand der Ubergangsmetallionen ist sehr unterschiedlich und wird durch thermische Behandlung beeinflust. Die aciden Eigenschaften des Zeoliths werden durch den Austausch der Natrium- gegen die Schwermetallionen in unterschiedlicher Weise verandert, ebenso die Fahigkeit des Zeoliths zur Wechselwirkung mit H2O und CO2. Die VO- und Cr-ausgetauschten Zeolithe erwiesen sich als selektive Katalysatoren bei der oxidativen Dehydrierung des Methanols zu Formaldehyd, wobei die Selektivitat der Reaktion Werte bis zu 70% erreichte. Es wird angenommen, das die Reaktion an den Zeolithen nicht wie an Oxiden nach einem Redox-Mechanismus, sondern nach einem assoziativen Mechanismus ablauft. Transition Metal Zeolites as Catalysts for the Partial Oxidation of Methanol Zeolites containing cations of the 4th period of the periodical system from Ti to Cu have been prepared by ion exchange of a NaY zeolite in aqueous solutions. Structural and surface chemical properties of the zeolites were characterized by adsorption, DTA, thermogastitrimetry, x-ray, ESR, IR, and UV-V is spectroscopy. It could be shown that both localization and coordination state of transition metal ions is fairly different and depends on the thermal treatment of the zeolites. By exchanging sodium ions the acidic properties as well as the ability of the zeolites to interact with H2O or CO2 is changed and depends on the kind of transition metal ion. VO and Cr exchanged zeolites proved to be selective catalysts for the oxidative dehydrogenation of methanol to formaldehyde with a maximum selectivity of 70%. It is concluded that in contrast to oxides where a redox mechanism is assumed the reaction on zeolites occurs via an associative mechanism.