固體酸催化劑的分類(lèi)二ppt課件

1、固體酸催化劑的分類(lèi)以及研固體酸催化劑的分類(lèi)以及研究近況究近況一、固體酸催化劑的分類(lèi)n目前為止開(kāi)發(fā)出的固體酸大致可分為九類(lèi)見(jiàn)下表）：二、各類(lèi)固體酸催化劑的特點(diǎn) 和研究近況n1 固載化液體酸n 此類(lèi)催化劑的優(yōu)點(diǎn)是催化效率高，但反應(yīng)后液體酸催化劑分離困難，副產(chǎn)物也比較多；將其固載后使用，一定程度上解決了催化劑的分離問(wèn)題，但反應(yīng)過(guò)程中活性組分會(huì)不斷流失，催化劑使用壽命短。此外，嚴(yán)重的腐蝕問(wèn)題也難以解決。n2 簡(jiǎn)單氧化物n 一般意義上講，簡(jiǎn)單氧化物酸的主要來(lái)源是表面羥基和暴露的金屬離子，這分別相當(dāng)于液體酸中的B酸和L酸。它們存在的范圍，因簡(jiǎn)單氧化物本身的性質(zhì)而不同，取決于該元素在元素周期表中所處的位置，

2、即電負(fù)性。n3 硫化物n 最近20年來(lái)，以硫離子合成微孔結(jié)構(gòu)非氧化合物的研究工作逐漸開(kāi)展起來(lái)，這類(lèi)化合物的特殊結(jié)構(gòu)導(dǎo)致其奇特的物理、化學(xué)性能，如超導(dǎo)、非線性光學(xué)及催化性能，逐漸成為固體化學(xué)一個(gè)十分活躍的研究領(lǐng)域。微孔復(fù)合金屬硫族化合物在催化、離子交換等方面具有應(yīng)用價(jià)值，而且因其獨(dú)特的光電性能，在半導(dǎo)體、光電導(dǎo)體、非線性光學(xué)等方面具有應(yīng)用前景，因此成為十分活躍的研究領(lǐng)域。n4 金屬鹽n 磷酸鹽和硫酸鹽都可用作酯化反應(yīng)的催化劑，其中人們對(duì)硫酸鹽的水合物研究較多。下面是這方面的一些最新研究成果：n 劉新河以硫酸鐵水合物為催化劑催化合成苯甲酸異戊酯，其最佳工藝條件：醇酸比3：1，催化劑用量4，反應(yīng)時(shí)間

3、30 h，反應(yīng)溫度140-145 ，酯收率927 邵作范等以硫酸鐵水合物為催化合成了乙酸乙酯、丙酯、丁酯、戊酯、異戊酯等，產(chǎn)率均在85以上。 夏澤斌等用水合硫酸鐵作催化劑，催化丙烯酸與多種醇的酯化反應(yīng)，發(fā)現(xiàn)其具有良好的催化活性，并探討了催化酯化反應(yīng)的可能機(jī)理。 無(wú)機(jī)鹽復(fù)合物如AlCl3一Fe2(SO4)3，鄒新禧等認(rèn)為其具有超強(qiáng)酸性.n5 沸石固體酸n 沸石固體酸是工業(yè)催化劑的重要種類(lèi)，具有高的酸強(qiáng)度和催化活性.n 李紅等以固體超強(qiáng)酸TiO2/SO42- 沸石分子篩為催化劑合成了鄰苯二甲酸二辛酯，反應(yīng)時(shí)間3 h，反應(yīng)溫度為190 210 ，酯化率可達(dá)98以上。n 徐景士等用固體超強(qiáng)酸沸石分子篩

4、催化合成了尼泊金酯 趙瑞蘭等則用8沸石作催化劑合成丙酸戊酯并提出了無(wú)催化劑和用Fe-8沸石為催化劑時(shí)的酯化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型。n6 雜多酸固體酸n 由不同種類(lèi)的含氧酸根陰離子縮合形成的叫雜多陰離子，其酸叫雜多酸。n Keggin結(jié)構(gòu)的雜多化合物是最常用的雜多酸型催化劑，也是酸催化活性最好的雜多酸。據(jù)報(bào)道，在20多種雜多酸(鹽)中，12-鎢磷酸的活性最高。n 張晉芬等以磷鎢和硅鎢兩種系列雜多酸的一系列銫鹽作為催化劑合成乙酸乙酯，選擇性為100。n 但是用雜多酸類(lèi)催化劑進(jìn)行均相催化酯化，在催化劑的回收方面并不理想。n7 陽(yáng)離子交換樹(shù)脂n 離子交換樹(shù)脂是縮合反應(yīng)、脫水反應(yīng)的有效催化劑。陽(yáng)離子交換樹(shù)脂類(lèi)催

5、化劑反應(yīng)條件溫和，副產(chǎn)物少，并具有其他固體酸催化劑的優(yōu)點(diǎn)，即產(chǎn)物后處理簡(jiǎn)單，催化劑易與產(chǎn)品分離，可循環(huán)使用，便于連續(xù)化生產(chǎn)，對(duì)設(shè)備不腐蝕等。n 張灝hao以大孔陽(yáng)離子交換樹(shù)脂為催化劑合成水楊酸異戊酯。 張鐵成等以磺酸型陽(yáng)離子交換樹(shù)脂催化合成了丙烯酸丁酯，反應(yīng)6 h，酯的轉(zhuǎn)化率可達(dá)955，且催化劑的性能穩(wěn)定，可重復(fù)使用10次以上。n8 粘土礦n 榮峻峰等采用高比表面積、高孔隙率的凹凸棒石粘土微球作為載體，制備了高效球形催化劑，并研究了其乙烯聚合反應(yīng)，得到了比較好的結(jié)果。n9 固體酸超強(qiáng)酸n SO42- MX OY 型固體超強(qiáng)酸是一種經(jīng)典的固體酸，它是以某些金屬氧化物(MX OY )為載體，以SO

6、42-為負(fù)載物的固體催化劑。n SO42- MX OY型固體超強(qiáng)酸具有以下優(yōu)點(diǎn)： 對(duì)水穩(wěn)定性很好，如SO42- ZrO2在空氣中長(zhǎng)時(shí)間放置后，只需加熱1小時(shí)將表面吸附的水除去即可恢復(fù)活性。 其表面吸附的SO42-與載體表面結(jié)合很穩(wěn)定，即使水洗也不易除去。 能在高溫下使用。其腐蝕性很小。 由于SO42- MX OY型固體超強(qiáng)酸的上述優(yōu)點(diǎn)，其在酯合成上的應(yīng)用研究也是廣泛而深入。 蔣平平等研制了SO42- ZrO2固體超強(qiáng)酸催化劑，并催化合成了偏苯三酸三辛酯。 王世濤等研制了復(fù)合固體超強(qiáng)酸SO42- TiO2 Al2O3，并以該催化劑合成了甲酸二辛酯(DOP)。三、發(fā)展方向n弄清超強(qiáng)酸性和催化活性產(chǎn)生的機(jī)理和規(guī)律從理論上指導(dǎo)合成和制備各種高性能的固體酸催化劑，在應(yīng)用研究上則根據(jù)工業(yè)化生產(chǎn)的要求提高使用壽命和拓展使用范圍。n