Thesis (Ph. D.)--University of Wisconsin--Madison, 1929. / Typescript. Vita. With this are bound 2 reprints from Journal of the American Chemical Society, vol. 52 (1930): The use of nickel as a catalyst for hydrogenation / By Homer Adkins and Howard I. Cramer, p. [4349]-4358 -- The hydrogenation of acetoacetic ester and certain of its derivatives over nickel / By Homer Adkins and Howard I. Cramer, p. [5192]-5198. Includes bibliographical references.

The new ligand L1 [2-[(E)-2,6-diisopropylphenyl-phenyimino]-2H-acenaphthylen-(1E)-ylidene]-(2,4,6-trimethyl-phenyl)-amine was prepared by stepwise addition of 2,6-diisopropylaniline and 2,4,6 trimethylaniline to acenaphthenequinone. The L1NiBr2 complex crystallized as a pseudo tetrahedral monomer, as determined by single crystal X-ray diffraction. This new catalyst L1NiBr2 and 3 related catalysts, bis(2,6-diisopropylphenyl)acenaphthenediimineNiBr2 (L2NiBr2), [(N,N'-bis-(2,6-diisopropylphenyl)-phenanthrene-9,10-diylidendiamineNi-η3-C3H4COOCH3)]+.{B[C6H3(CF3)2]4-} [(L3Ni-η3-C3H4COOCH3)]+.{B[C6H3(CF3)2]4-} and N-(2,6-diisopropylphenyl)-N'-(2,4,6-trimethylphenyl)-phenanthrene-9,10-diylidenediamineNiBr2 (L4NiBr2) were tested for activity in ethylene polymerization. The super-bulky α-diimine nickel catalysts [(η3- L3NiC3H4COOCH3)]+.{B[C6H3(CF3)2]4-} and L4NiBr2 successfully produced higher molecular weight polyethylene with a high level of linearity compared to the less bulky α-diimine nickel catalysts (L1NiBr2 and L2NiBr2). The super bulky α-diimine backbone helped to compress the reaction space and therefore impede the ethylene insertion to active centre of the catalyst. For this reason, the catalyst activity for super- bulky backbone ligands (L3 and L4) is lower than for their analogous less-bulky backbone ligands (L1 and L2). In general, for both backbones, the nickel catalysts with all-isopropyl substituents produced higher molecular weight polyethylene with less linearity compared to the nickel catalysts with methyl substituents. Moreover, for the acenaphthene backbone, the nickel catalysts with all isopropyl substituents (L2NiBr2) got a higher activity compared to the nickel catalysts with methyl substituents (L1NiBr2). A similar catalyst activity trend was not observed for phenanthrene backboned catalysts. In contrast, L4NiBr2 showed a higher activity compared to [(η3- L3NiC3H4COOCH3)]+.{B[C6H3(CF3)2]4-} For all catalysts, the majority of branches, as characterized by 13C nuclear magnetic resonance, were methyl branches. Polymers with a high level of branches showed a sharp intensity in the loss modulus measured by dynamic mechanical analysis due to a high level of interfacial chains. A reduction in catalyst activity was observed with all nickel catalysts when supported on silica. However, supporting nickel catalysts helps to improve the linearity of the polymer. The same ligands L3 and L4 were used with palladium and successfully produced two new catalysts [L3PdCH3NCCH3]+.{B[C6H3(CF3)2]4-} and [L4PdCH3NCCH3]+.{B[C6H3(CF3)2]4-. Catalyst [L3PdCH3NCCH3]+.{B[C6H3(CF3)2]4-} was more active and produced higher molecular weight and less branched polymer than catalyst [L4PdCH3NCCH3]+.{B[C6H3(CF3)2]4-} in the polymerization of ethylene.

Im Zuge der Stromerzeugung aus regenerativen Quellen gewinnen chemische Energiespeicher, z. B. synthetisches Erdgas (CH4), immer mehr an Bedeutung. Gegenstand der vorliegenden Arbeit ist die Methanisierung von CO2 an geträgerten Nickelkatalysatoren. Als Vorläuferverbindungen wurden (Ni,Mg,Al)-haltige Hydrotalcite eingesetzt, die sich bei 600 °C an Luft zu schlecht kristallinen, homogenen Mischoxiden zersetzen. Diese können mit einer Periclas-artigen Grundstruktur beschrieben werden, deren Metallpositionen statistisch mit Ni2+-, Mg2+- und Al3+-Ionen besetzt sind. Das entwickelte Mikrostrukturmodell liefert viele Deutungsansätze für das Verhalten der Mischoxide unter reduktiven Bedingungen sowie für die Eigenschaften der resultierenden Ni/(Mg,Al)Ox-Katalysatoren. Erstaunlich sind die nahezu identischen Oberflächeneigenschaften und katalytischen Aktivitäten der Katalysatoren mit Nickelgehalten zwischen 5 mol% und 20 mol%. Alle untersuchten Katalysatoren zeigen eine hervorragende Stabilität gegenüber Sinterung und Verkokung und sind langzeitstabil.

Im Rahmen dieser Dissertation wurden Hydrotalcit-basierte Nickelkatalysatoren zur CO2-Methanisierung synthetisiert, charakterisiert und katalytisch untersucht. Dabei konnten durch mehrere Ansätze deutliche Verbesserungen der katalytischen Aktivität erzielt werden. Einen wesentlichen Effekt zeigte dabei die Kombination der üblicherweise separat durchgeführten Präparationsschritte der Calcination und der Reduktion. Dadurch ließ sich die notwendige Reduktionstemperatur senken, was zum Erhalt einer größeren Katalysatoroberfläche führte. Zusätzlich wurde eine Vielzahl von Promotoren in Hydrotalcit-basierten Nickelkatalysatoren systematisch und vergleichend untersucht. Eine solche Untersuchung lässt sich in der Literatur bisher nicht finden. Dabei kristallisierte sich insbesondere Mangan als vielversprechender Promotor heraus. Spektroskopische Untersuchungen zum Einfluss des Mangans zeigten, dass Mangan die Bindungsstärke des Kohlenstoffdioxids am Katalysator erhöht. Durch Variation des Mangangehaltes ließ sich entsprechend die Bindungsstärke einstellen und somit die Katalysatoraktivität optimieren.