Understanding hydrodenitrogenation on unsupported and supported sulfide based catalysts
Translated title:
Hydrodenitrierungsreaktionen über ungeträgerten und geträgerten sulfidischen Katalysatoren
Author:
Hrabar, Ana
Year:
2011
Document type:
Dissertation
Faculty/School:
Fakultät für Chemie
Advisor:
Lercher, Johannes A. (Prof. Dr.)
Referee:
Lercher, Johannes A. (Prof. Dr.); Tromp, Moniek (Prof., Ph.D.)
Language:
en
Subject group:
CHE Chemie
Abstract:
The hydrodenitrogenation of quinoline on unsupported and supported (Ni)MoS2 catalysts has been explored to study the typical reactions involved. These include hydrogenation, ring opening, and nitrogen removal via aliphatic C(sp3)-N or aromatic C(sp2)-N bond cleavage. Physicochemical and kinetic studies were combined to establish an atomistic mechanistic model. The electron rich sites at the edge of the sulfide particles are concluded to be active for the hydrogenation of the aromatic ring. The ring opening via C(sp3)-N bond cleavage proceeds on sites containing an acid –SH and a basic S2- group. In contrast, the aromatic C(sp2)-N bond cleavage is concluded to occur via a reverse Mars-van Krevelen mechanism only on accessible Mo atoms at the catalyst particle edge. Accessible Ni atoms at these sites in NiMoS are unable to catalyze this reaction.
Translated abstract:
Die Einzelreaktionen der hydrierenden Entfernung von Stickstoff aus Quinolin mit Hilfe von (Ni)MoS2 als Katalysator wurden durch eine Kombination aus physikalisch-chemischen und reaktionskinetischen Messungen untersucht. Zu diesen Einzelreaktionen gehören die Hydrierungen, die Ringöffnungsreaktionen und die Entfernung von Stickstoff durch die Spaltung von aliphatischen C(sp3)-N und aromatischen C(sp2)-N Bindungen, für die die katalytisch aktiven Zentren und der an ihnen ablaufende Mechanismus bestimmt wurden. Die elektronenreichen Zentren an den Kantenpositionen der Sulfidpartikel katalysieren die Hydrierung der aromatischen Bindungen. Die Ringöffnung erfolgt durch Spaltung der C(sp3)-N Bindungen an den sauren -SH und basischen S2- Gruppen. Die Spaltung der C(sp2)-N Bindungen wird dagegen ausschließlich durch zugängliche Mo Atome an den Kanten dieser Partikel nach dem umgekehrten Mars-van Krevelen Mechnismus katalysiert. Zugängliche Ni Atome an den gleichen Stellen des NiMoS sind nicht in der Lage diese Reaktion zu katalysieren.
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