Diese Arbeit beschäftigt sich mit Chlorid induzierten Effekten auf Adsorption und Reaktionseigenschaften von nass-chemisch hergestellten Pd/ZrO2 Katalysatoren. Die Katalysatoren wurden aus einem chloridhältigen und zwei chloridfreien Vorstufen hergestellt und im Nachhinein auch bewusst mit Chlorid vergiftet. Die Charakterisierung wurde mittels Kombination einer Reihe von Methoden durchgeführt, unter anderen Chemisorption, BET, TEM/EDX, XRD, AES und im Besonderen mit Transmissions-FTIR-Spektroskopie. Adsorptionsexperimente im IR, bei welchen CO als Sondenmolekül verwendet wurde, zeigten, dass der Haupteffekt der Chloridvergiftung in dem Auftauchen einer neuen Absorptionsbande bei 2160 cm-1 bestand, sehr wahrscheinlich begründet in der elektronischen Wechselwirkung zwischen Cl und CO. Die Auswirkungen der Vergiftung mit Chlorid auf das saubere ZrO2 Trägermaterials und Coadsorptionsexperimente mit 1,3-Butadien und CO bzw. H2 wurden ebenfalls untersucht. In weiterer Folge wurden sowohl vergiftete als auch unvergiftete Katalysatoren für kinetische Untersuchungen der Hydrierung von 1,3-Butadien und 1-Buten in einem kontinuierlich betriebenen Durchflussreaktor eingesetzt. Wobei die Reaktionsrate der 1,3-Butadien Hydrierung durch die Chloridvergiftung abnahm, die Rate der 1-Buten Hydrierung jedoch im Wesentlichen unverändert blieb. Das legt den Schluss nahe, dass die Adsorptionsgeometrie von 1,3-Butadiene, wo beide Doppelbindungen mit dem Pd wechselwirken, stärker durch die Anwesenheit von Cl beeinträchtigt wird, als bei 1-Buten (pi- oder di-sigmaBindung zu jeweils einem oder zwei Pd Atome). Die Kombination der Informationen über die Oberfläche all dieser Methoden, zusammen mit den Ergebnissen aus den Hydrierungsexperimenten erlaubt es Struktur/Aktivitäts-Beziehungen für die untersuchten Katalysatoren vorzuschlagen, einschließlich der Effekte hervorgerufen durch die Chloridvergiftung.
This thesis focuses on the effect of chlorine residues on the adsorption and reaction properties of wet-chemically prepared Pd/ZrO2 catalysts. The catalysts were prepared using Cl-containing and Cl-free precursors and the catalysts were also deliberately poisoned with Cl. Catalyst characterisation was carried out by combining an number of methods, including chemisorption, BET, TEM/EDX, XRD, AES, with the emphasis on transmission FTIR spectroscopy. Adsorption experiments with IR-spectroscopy using CO as probe molecule revealed that the main effect of Cl-poisoning was the occurrence of a new adsorption band around 2060 cm-1, most likely originating from electronic interactions between Cl and CO. The poisoning effect on the pure ZrO2 support and the coadsorption of 1,3-butadiene with CO or H2 were also investigated. The unpoisoned and poisoned catalysts were then used for kinetic measurements of the hydrogenation reactions of 1,3-butadiene and 1-butene in a continuous flow reactor. Whereas the 1,3-butadiene hydrogenation rate decreased upon Cl-poisoning, the rate of 1-butene hydrogenation was basically unaffected. This suggests that the adsorption geometry of 1,3-butadiene with the two double bonds interacting with Pd is more sensitive to Cl than the binding of 1-butene (pi- or di-sigma bonding to 1 or 2 Pd atoms, respectively). Combining the surface information gained from IR-spectroscopy and the other characterisation methods with the results of the kinetic experiments allows to suggest structure/activity relationships for the catalyst materials studied, including effects of Cl-poisoning.