Aromatisierung von Ethylen über Katalysatoren auf Zeolithbasis – Catalysis Science & Technology (RSC Publishing)

Leichtaromatische Verbindungen (BTX: Benzol, Toluol und Xylole) stellen eine wichtige Klasse von Bausteinen in der chemischen Industrie dar. Derzeit werden leichte Aromaten ausschließlich aus fossilen Rohstoffen gewonnen, deren Nutzung mit erheblichen Umweltproblemen verbunden ist. Die Entwicklung neuer Wege für eine nachhaltigere BTX-Produktion ist daher von großer Bedeutung. In dieser Arbeit wird die Aromatisierung von Ethylen an gut definierten, metallmodifizierten HZSM-5-Zeolithkatalysatoren untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass die Modifizierung des Zeoliths mit Gallium, Zink und Silber zu einer deutlichen Steigerung der Aromatenproduktion führt. Die Metallspezies sind für die Katalyse der Dehydrierungswege verantwortlich, wobei Ga für die BTX-Produktion am effizientesten ist. Eine Erhöhung der Temperatur und des Ethylenpartialdrucks erleichtert die Aromatisierung des Ethylens. Die Kombination von Isotopenmarkierung mit einer gründlichen Charakterisierung der im Zeolith eingeschlossenen Spezies mittels IR- und MAS-NMR-Spektroskopie liefert Beweise für die Beteiligung von aromatischen Kohlenwasserstoffspezies innerhalb des Zeoliths am katalytischen Zyklus.