Mechanistische Untersuchungen zur heterogen-katalysierten oxidativen Carbonylierung von Methanol zu Dimethylcarbonat

Für die Mechanismus-Aufklärung der heterogen-katalysierten oxidativen Carbonylierung von Methanol (MeOH) zu Dimethylcarbonat (DMC) an Cu-haltigen Y-Zeolithen wurde eine neuartige operando DRIFTS/UV-vis-DRS/MS Methodenkopplung entwickelt und eingesetzt, mit der simultane Informationen bezüglich der an der Katalysatoroberfläche adsorbierten Spezies und ihrer Veränderungen während der Reaktion (DRIFTS) sowie Veränderungen des Oxidationszustandes und der Koordinationssphäre der katalytisch aktiven Cu-Spezies (UV-Vis-DRS) erhältlich sind, wobei gleichzeitig die Analyse der gasförmigen Produkte mittels MS erfolgt.
Die Wechselwirkung der Katalysatoren mit den verschiedenen Reaktanden und Reaktand-Mischungen (O2, CO, CO/O2, MeOH/O2, MeOH/CO, MeOH/CO/O2) wurde im Detail untersucht. Durch die Verwendung von 16O2/18O2- und 12CO/13CO-haltigen Gasmischungen konnte anhand des transienten Verlaufs des Isotopenaustauschs in Edukten und Produkten zwischen aktiven und nicht aktiven Spezies unterschieden werden.