Catalytic thermal reactions of cumene over sepiolite and palygorskite

The catalytic activity of sepiolite and palygorskite in cracking and disproportionation reactions of cumene was studied. The formation of benzene, diisopropylbenzene and propylene characterizes Brönsted acid sites whereas that of ethylbenzene characterizes Lewis acid sites. At 150 and 250°C the reactions are determined mainly by the presence of acid sites in the channels of these clays. The yields are significantly higher in sepiolite as compared to palygorskite. The concentration of acid sites and their strength increase with the thermal loss of zeolitic and part of the bound water. At 350°C the reactions are determined by the acidity of the external surface of both minerals and yields are only slightly higher in sepiolite. At 150°C most acid sites are of the Brönsted type. With the rise in temperature the relative concentration of Lewis acid sites increases.

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Zusammenfassung Es wurde die katalytische Aktivität von Sepiolith und Palygorskit in Krack- und Disproportionierungsreaktionen von Kumol untersucht. Die Bildung von Benzol, Diisopropyl-benzol und Propylen charakterisieren Aziditätsstellen nach Bronsted, während die Bildung von Ethylbenzol Aziditätsstellen nach Lewis charakterisiert. Bei 150°C und 250°C werden die Reaktionen hauptsächlich durch die Gegenwart von Aziditätsstellen in den Tunnelgebilden dieser Tonerden bestimmt. Bezogen auf Palygorskit sind die Ausbeuten bei Sepiolith eindeutig höher. Die Konzentration der Aziditätsstellen und ihre Stärke nehmen mit der thermischen Abgabe von zeolithischem und eines Teiles des gebundenen Wassers zu. Bei 350°C werden die Reaktionen durch die Azidität der externen Oberfläche beider Mineralien bestimmt und die Ausbeuten sind in Sepiolith kaum höher. Bei 150°C sind die meisten Aziditätsstellen vom Brönsted-Typ. Mit ansteigender Temperatur nimmt auch die relative Anzahl von Lewis-Aziditätsstellen zu.

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Dedicated to Prof. Dr. H. J. Seifert on the occasion of his 60^th birthday