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(Hetero)Molybdate in der K atalyse. Bayreuth, 21.06.2011. Carina Bojer. Gliederung. Kondensationsreaktion komplexer Ionen Molybdän und Molybdate Isopolysäuren pH-Abhängigkeit der Molybdate Heteropolysäuren Katalyse. Komplexe Ionen. Komplexe Ionen + Wasser Hydrolyse + Kondensation.

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Presentation Transcript
hetero molybdate in der k atalyse

(Hetero)Molybdate in der Katalyse

Bayreuth, 21.06.2011

Carina Bojer

gliederung
Gliederung
  • Kondensationsreaktion komplexer Ionen
  • Molybdän und Molybdate
  • Isopolysäuren
  • pH-Abhängigkeit der Molybdate
  • Heteropolysäuren
  • Katalyse
komplexe ionen
Komplexe Ionen

Komplexe Ionen + Wasser Hydrolyse + Kondensation

  • , Reaktion zu Di- und Polysulfaten durch thermische Deyhdrierung
  • , Reaktion zu Polyphosphatketten
  • , exotherme Kondesation zu Silicaten
  • Chromate:
  • Oxide: z.B , unendliche, eckenverknüpfte Ketten.
  • Hydroxokationen: z.B ,
kondensation von silicaten
Kondensation von Silicaten
  • - intermolekular
  • exotherm

[SiO4]4-

Inselsilicat

[Si2O7]6-

Gruppensilicat

[SiO3]2-

Bandsilicat

molybdate
Molybdate

Wichtige Molybdänvorkommen:

- Molybdänit (MoS2) - Wulfenit (PbMoO4)

Wichtige Verbindungen:

- Molybdäntrioxid MoO3 (ReO3-Typ)

- Molybdänmonohydrat H2MoO4

Herstellung der Molybdate

kondensation zu polymolybdaten
Kondensation zu Polymolybdaten

3. Kondensationsreaktion

1. Protonierung des Molybdats

2. Wasseranlagerung

kondensation zu polym olybdaten
Kondensation zu Polymolybdaten

Ausbildung der Oktaederstruktur

isopolys uren
Isopolysäuren
  • Isopolysäuren:
  • anionische Polysäuren
  • durch Kondensation
  • nur eine Sorte Zentralatome

Heptamolybdat [Mo7O24]6-

molybdatophosphors ure
Molybdatophosphorsäure
  • Heteropolysäure (= Isopolysäure mit einem weiteren Zentralatom)
  • Herstellung durch Reaktion der Phosphorsäure mit MoO3
  • Struktur:
  • Zentralatom mit tetraedischer Koordination
  • Mo-Atom oktaedrisch verknüpft mit

je 6 O-Atomen

  • Je 3 MoO6-Oktaeder über je ein O-Atom

mit dem zentralen Phosphor verknüpft

  • 3er Gruppe verknüpft über Oktaederkanten
  • Verknüpfung der Nachbar 3er Gruppe

über Oktaederecken

keggin
Keggin
  • Molybdatophosphorsäure:
  • Wolframatophosphorsäure:
  • Al13:
  • Benannt nach seinem Entdecker J. F. Keggin (Strukturaufklärung 1934)
  • Stabilste und Katalytisch aktivste Form der Polyoxometallate
anforderungen an katalysatoren
Anforderungen an Katalysatoren
  • große Oberfläche
  • thermische Stabilität
  • keine Toxizität
  • Regeneration des Katalysators
  • hohe Selektivität
  • hohe Ausbeute
  • niedrige Kosten
katalysetypen
Katalysetypen
  • surface type: Reaktion findet auf der Oberfläche statt.

z.B Oxidation von Aldehyden und CO

  • bulk type (I): Reaktanden werden vom Katalysator absorbiert und reagieren.

z.B Dehydration von Alkoholen

  • bulk type (II):Hauptreaktion auf der Oberfläche, durch Diffusion ist der ganze Katalysator beteiligt.

z.B Oxidative Dehydrierung

und Wasserstoffoxidation

herstellung von essigs ure
Herstellung von Essigsäure
  • Katalysator:
  • Mo1V0,33Nb0.041Ox
  • Umsatz:
  • Essigsäure: 25,8 %
  • Ethen: 65,5 %
herstellung von maa
Herstellung von MAA
  • Oxidative Dehydrierung von Isobuttersäure zu Methacrylsäure
  • Verwendeter Katalysator

Cu0.5H3PVMo11O40

  • Nebenprodukte: Aceton, Propen, CO2 und CO
  • Selektivität bei ca. 75-80%
  • Ausbeute bei ca. 65%
  • Motivation: Ersetzen des Acetoncyanohydrins
  • Dient zur Herstellung von Kunststoffen
zusammenfassung
Zusammenfassung
  • Hohe Vielfalt an Verbindungen
  • Verschiedenste Katalytische Anwendungen
    • Oxidationskatalye
    • Säurekatalyse
  • Selektivität kann variiert werden
literaturverzeichnis
Literaturverzeichnis

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- Hollemann, A.F.; Wiberg, N; Lehrbuch der Anorganischen Chemie, 102. Auflage, Walter de Gruyter, 2007

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- Greenwood, N.N.; Earnshaw, A.; Chemistry of the Elements, 2. Edition, Butterworth Heinemann, 1997

- Willmes, A.; Taschenbuch der chemischen Substanzen, 3. Edition, Harri Deutsch, 2007

- Pope, M. T. in: Heteropoly and IsopolyOxometallates, Springer, 1983

- Lunkenbein, T.; Diplomarbeit, Universität Bayreuth 2009

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