Charakterisierung der Adsorptionskomplexe von Benzol und Sauerstoff auf Cu/Y-Zeolithen und deren Bedeutung für die katalytische Umsetzung von Benzol zu Phenol

Abstract

Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Charakterisierung von Benzol- und Sauerstoff-Adsorptionskomplexen auf den Cu-haltigen und Cu-freien HY- und NaY-Zeolithen. Als Untersuchungsmethoden wurden FTIR, ESR, XANES, EXAFS, AAS, RFA, GC und NMR eingesetzt. Die Interpretationen der Spektren wurden mit den Resultaten der DFT-basierenden quantenchemischen Rechnungen verglichen, die in der Kooperation mit den Arbeitsgruppen von Prof. G. Rauhut und Prof. H. Stoll entstanden sind. Diese Arbeit besteht im Wesentlichen aus vier Teilen. Der erste Teil widmet sich den Resultaten und der Interpretation von Untersuchungen der aktiven Zentren der Cu(I)HY-, Cu(II)HY- und Cu(II)NaY-Zeolithe. Die nächsten Teile beschäftigen sich mit der Charakterisierung der Benzol- und Sauerstoff-Adsorptionskomplexe auf diesen aktiven Zentren. Schliesslich, im letzten Teil wird die Koadsorption von Benzol und Sauerstoff auf Cu-haltigen Y-Zeolithen analysiert.

This dissertation deals with the characterization of benzene and oxygen adsorption complexes on copper-containing and copper-free HY- and NaY-zeolites. Spectroscopic techniques, such as FTIR, EPR, XANES, EXAFS, AAS, XRF, GC and NMR, were employed for the exploration. The interpretations of the experimental results were compared with quantum chemical calculations of the cluster models based on DFT, which are obtained from a cooperation with the groups of Prof. G. Rauhut and Prof. H. Stoll. This manuscript is mainly composed of four parts. The first part is dedicated to the active sites in Cu(I)HY, Cu(II)HY and Cu(II)NaY zeolites. The next parts focus on the characterization of benzene and oxygen adsorption complexes on these active sites. And finally, the last part concentrates on the study of benzene and oxygen coadsorption on copper-containing Y-zeolites.