Der Schwerpunkt der vorliegenden Arbeit lag auf der Synthese Cu-modifizierter Silicoalumophosphat-Molekularsiebe der Struktur-Typen AFI (SAPO-5) und FAU (SAPO-37) und ihrer Anwendung als Katalysatoren für die oxidative Carbonylierung von Methanol (OCM) zu Dimethylcarbonat (DMC) in der Gasphase. Die Eignung Cu-modifizierter Silicoalumophosphat-Molekularsiebe ist bisher noch nicht untersucht worden. Die katalytischen Tests wurden mit MeOH-CO-O2-Gemischen in Festbett-Strömungsreaktoren bei Normaldruck bzw. bei erhöhtem Druck (3 bar) im Temperaturbereich von 120-220 °C durchgeführt.
Die Ergebnisse zeigen, dass Cu-haltige Katalysatoren des FAU-Strukturtyps für die OCM geeigneter als Katalysatoren des AFI- Strukturtyps sind, höchstwahrscheinlich aufgrund des dreidimensional verlaufenden Porensystems, hoher Oberflächen und einer hohen Konzentration an aciden Zentren, an denen eine größere Menge an isolierten, reaktiven Cu-Spezies fixiert werden kann. Die Strategie bei der Synthese von Cu-SAPO-37 ist zum ersten Mal verwendet worden und dadurch vermeidet die Zerstörung der Struktur während der post-synthetischen Modifizierung mit Cu.
The key aspect of this dissertation is the synthesis of Cu-modified silicoaluminophosphate molecular sieves of structure types AFI (SAPO-5), and FAU (SAPO-37) and their application as catalysts for the oxidative carbonylation of methanol (OCM) to dimethylcarbonate (DMC) in the gas phase. The applicability of Cu-modified silicoaluminophosphate molecular sieves has not been investigated so far. The catalytic test were performed in packed-bed flow reactors at normal or elevated pressures (3 bar) within the temperature range of 120-220 °C using MeOH-CO-O2 gas mixtures.
The results show that the Cu-containing catalysts of FAU structure type are more suitable for the OCM than catalysts of the AFI structure type, most probably due to the three-dimensional pore system, large surface areas, and a higher concentration of acid sites that allow fixing a greater amount of reactive isolated Cu species. The strategy of the Cu-SAPO-37 synthesis has been applied for the first time, and avoids a post-synthesis structural breakdown of the structure during Cu modification.