雜多酸催化劑(八)

1、 雜多酸催化劑雜多酸(鹽)是高效催化劑，既兼有配合物和金屬氧化物結(jié)構(gòu)特征，又兼有強(qiáng)酸性和氧化還原性，所以不僅可用作氧化還原催化劑和酸催化劑，還可作為兩者兼有的雙功能催化劑。1 1、雜多酸的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)、雜多酸的結(jié)構(gòu)和性質(zhì) 雜多酸雜多酸 ( (鹽鹽) )由雜多陰離子及其抗衡離子、結(jié)由雜多陰離子及其抗衡離子、結(jié)晶水晶水( (或有機(jī)分子或有機(jī)分子) )組成，雜多陰離子的結(jié)構(gòu)組成，雜多陰離子的結(jié)構(gòu)被稱(chēng)為一級(jí)結(jié)構(gòu)，由雜多陰離子抗衡離子、被稱(chēng)為一級(jí)結(jié)構(gòu)，由雜多陰離子抗衡離子、結(jié)晶水或有機(jī)分子等組成的結(jié)構(gòu)稱(chēng)為二級(jí)結(jié)晶水或有機(jī)分子等組成的結(jié)構(gòu)稱(chēng)為二級(jí)結(jié)構(gòu)，雜多陰離子是雜多化合物最基本的結(jié)構(gòu)，雜多陰離子是雜多化合

2、物最基本的結(jié)構(gòu)。固體雜多化合物就如同溶液一樣，結(jié)構(gòu)。固體雜多化合物就如同溶液一樣，具有均相的特點(diǎn)，這種特點(diǎn)稱(chēng)具有均相的特點(diǎn)，這種特點(diǎn)稱(chēng)“假液相假液相”。2、雜多酸的分類(lèi) 根據(jù)其組成和結(jié)構(gòu)將其分為根據(jù)其組成和結(jié)構(gòu)將其分為: :KegginKeggin型型 、AndersonAnderson型、型、SilverSilver型、型、waughwaugh型、型、DawsonDawson型。型。 KegginKeggin型和型和DawsonDawson型結(jié)構(gòu)是雜多化合型結(jié)構(gòu)是雜多化合物中最穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，相應(yīng)的它們易合成、物中最穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，相應(yīng)的它們易合成、性質(zhì)也穩(wěn)定性質(zhì)也穩(wěn)定。3、雜多酸的酸型催化作用 雜多酸

3、是很強(qiáng)的雜多酸是很強(qiáng)的B B酸，它的催化機(jī)理與一般酸，它的催化機(jī)理與一般酸催化機(jī)理一樣。酸催化機(jī)理一樣。 雜多酸是一類(lèi)固體酸，這使它成為一種理想雜多酸是一類(lèi)固體酸，這使它成為一種理想的多相催化劑。雜多酸二級(jí)結(jié)構(gòu)的易變性和的多相催化劑。雜多酸二級(jí)結(jié)構(gòu)的易變性和“假液相假液相”行為，又使它具有一般酸催化劑行為，又使它具有一般酸催化劑所沒(méi)有的特點(diǎn)。所沒(méi)有的特點(diǎn)。例如例如4、雜多酸的氧化性和氧化催化作用 雜多酸及其鹽的氧化能力不直接取決于鉬或鎢得到電子的難易程度，而是由M-O-M或M=O(M=Mo、W)鍵中氧被結(jié)合的牢固程度決定。氧被結(jié)合的越牢固，其氧化能力越小，氧化催化活性越小，反之越大。5、雜多酸

4、催化劑的應(yīng)用研究進(jìn)展 雜多酸及鹽具有低溫、高活性、高雜多酸及鹽具有低溫、高活性、高穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn)，因此，具有廣闊的穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn)，因此，具有廣闊的應(yīng)用前景。雜多酸催化劑的主要反應(yīng)用前景。雜多酸催化劑的主要反應(yīng)類(lèi)型有：酯化應(yīng)類(lèi)型有：酯化 、醚化、烷基化、醚化、烷基化、?；?、去烷基化、異構(gòu)化、聚合酰基化、去烷基化、異構(gòu)化、聚合反應(yīng)、裂解與分解、縮合反應(yīng)等。反應(yīng)、裂解與分解、縮合反應(yīng)等。 以酯化反應(yīng)為例：以酯化反應(yīng)為例： 酯化反應(yīng)常用的催化劑是硫酸酯化反應(yīng)常用的催化劑是硫酸, , 但硫酸存但硫酸存在著用量大、腐蝕設(shè)備、廢酸排放污染在著用量大、腐蝕設(shè)備、廢酸排放污染環(huán)境等問(wèn)題。近年來(lái)環(huán)境等問(wèn)題。近年來(lái),

5、 , 國(guó)內(nèi)外廣泛采用國(guó)內(nèi)外廣泛采用KegginKeggin結(jié)構(gòu)鎢雜多酸代替硫酸做酯化反結(jié)構(gòu)鎢雜多酸代替硫酸做酯化反應(yīng)的催化劑應(yīng)的催化劑, , 主要基于該類(lèi)雜多酸能溶解主要基于該類(lèi)雜多酸能溶解于含氧有機(jī)溶劑和在有機(jī)溶劑中亦能表于含氧有機(jī)溶劑和在有機(jī)溶劑中亦能表現(xiàn)出極強(qiáng)的酸性這一特點(diǎn)?，F(xiàn)出極強(qiáng)的酸性這一特點(diǎn)。 如用鎢雜多酸催化乙酸與異戊醇反應(yīng)如用鎢雜多酸催化乙酸與異戊醇反應(yīng)制備乙酸異戊酯制備乙酸異戊酯, , 異戊醇的轉(zhuǎn)化率達(dá)異戊醇的轉(zhuǎn)化率達(dá)100%, 100%, 生成乙酸異戊酯的選擇性達(dá)生成乙酸異戊酯的選擇性達(dá)99%99%。 用用H H3 3P P1212WOWO4040（負(fù)載在載體上）催化合（負(fù)

6、載在載體上）催化合成乙酸乙酯成乙酸乙酯, , 在最佳反應(yīng)條件下乙醇轉(zhuǎn)在最佳反應(yīng)條件下乙醇轉(zhuǎn)化率達(dá)化率達(dá)96%,96%,酯化選擇性酯化選擇性100%100%。5（續(xù)）、雜多酸催化劑的應(yīng)用研究進(jìn)展 負(fù)載型雜多酸與傳統(tǒng)催化劑相比，具有低溫、負(fù)載型雜多酸與傳統(tǒng)催化劑相比，具有低溫、高活性、可重復(fù)使用及易于實(shí)現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)高活性、可重復(fù)使用及易于實(shí)現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)，具有很好的工業(yè)化前景等優(yōu)點(diǎn)，具有很好的工業(yè)化前景. .但其也存在但其也存在活性組分溶脫損失及積炭失活等問(wèn)題，還有活性組分溶脫損失及積炭失活等問(wèn)題，還有待于進(jìn)一步加強(qiáng)這方面的研究待于進(jìn)一步加強(qiáng)這方面的研究. .雖然目前各國(guó)雖然目前各國(guó)對(duì)雜多酸催化劑及其性能的研究已做了大量對(duì)雜多酸催化劑及其性能的研究已做了大量的工作，并取得了很大成績(jī)，但真正實(shí)現(xiàn)工的工作，并取得了很大成績(jī)，但真正實(shí)現(xiàn)工業(yè)化規(guī)模的應(yīng)用