Gesichtspunkte zur Werkstoffauswahl bei Kontaktkatalysatoren. Teil II: Verhalten und Eigenschaften von Halbleiterkatalysatoren

Abstract Nichtmetallische Kontaktmassen der heterogenen Katalyse werden vom Blickwinkel ihrer Halbleitereigenschaften aus in Form einer Zusammenfassung neuerer Literatur betrachtet. An Hand zahlreicher Arbeiten aus verschiedensten Quellen kann gezeigt werden, daß zwischen der katalytischen Wirksamkeit und der elektronischen Fehlordnung der Kontakte kausale Zusammenhänge bestehen. Bei der Besprechung einzelner Reaktionstypen – des N 2 O‐Zerfalls, der CO‐Oxydation, des H 2 O 2 ‐Zerfalls, des Ozonzerfalls, der SO 2 ‐Oxydation der NH 3 ‐Oxydation, zahlreicher Hydrierungs‐, Dehydrierungs‐ und Dehydratisierungsreaktionen und einiger Umlagerung‐ und Spaltreaktionen organischer Molekeln–wird zwischen zwei Reaktionsarten unterschieden. DONATOR‐Reaktionen, die während des Reaktions‐Ablaufs mit meßbarer Geschwindigkeit Kationen der Reaktanten an der Katalysatoroberfläche ausbilden, werden durch p‐leitende Katalysatoren gut katalysiert. AKZEPTOR‐Reaktionen, gekennzeichnet durch eine Anionenausbildung im geschwindigkeitsbestimmenden Teilschritt der Reaktion, werden durch n‐Leiter bevorzugt katalysiert. Ohne Einfluß ist die Fehlordnung immer dann, wenn Umlagerungen innerhalb der Molekeln, die ohne einen Elektronenübergang zum (oder vom) Katalysator verlaufen, geschwindigkeitsbestimmend werden. Mit Hilfe der Halbleitereigenschaften lassen sich für zahlreiche Kontakte und Reaktionen Zusammenhänge zwischen katalytischer Wirksamkeit und den Stoffeigenschaften des Kontaktes herleiten. Diese Zusammenhänge tragen jedoch nur qualitativen Charakter und sind nur beschränkt gültig, da die für die katalytische Reaktion wesentlichen Faktoren nur durch die Oberflächenbindung des aktivierten Komplexes (Zwischenzustandes) streng dargestellt werden können.