工業(yè)催化文獻(xiàn)綜述

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1、工業(yè)催化文獻(xiàn)綜述固體酸催化劑的發(fā)展及應(yīng)用專業(yè)：化學(xué)工程與工藝班級(jí)：學(xué)生學(xué)號(hào)：學(xué)生姓名：完成時(shí)間：1一、引言催化劑（catalyst）:是一種能夠改變化學(xué)反應(yīng)速度，而它本身又不參與最終產(chǎn)物的物質(zhì)。：隨著環(huán)境意識(shí)的加強(qiáng)以及環(huán)境保護(hù)要求的日益嚴(yán)格，，液體催化劑已完全滿足不了化工產(chǎn)品的發(fā)展要求，然而新型固體酸催化劑卻彌補(bǔ)了當(dāng)前的一些不足，固體酸催化劑已成為催化化學(xué)的一個(gè)研究熱點(diǎn)。與液體酸催化劑相比，固體酸催化反應(yīng)具有明顯的優(yōu)勢(shì)，固體酸催化在工藝上容易實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)，不存在產(chǎn)物與催化劑的分離及對(duì)設(shè)備的腐蝕等問題。并且固體酸催化劑的活性高，可在高溫下反應(yīng)，能

2、大大提高生產(chǎn)效率。還可擴(kuò)大酸催化劑的應(yīng)用領(lǐng)域，易于與其他單元過程耦合形成集成過程，節(jié)約能源和資源。關(guān)鍵詞：固體酸催化劑摘要：通過固體孫催化劑在有機(jī)合成反應(yīng)中的應(yīng)用，說明固體酸催化劑的優(yōu)越性，介紹了固體酸催化劑技術(shù)應(yīng)用的進(jìn)展，指出了固體酸催化劑應(yīng)用存在的主要問題1固體酸催化劑的定義及分類1.1定義一般而言，固體酸可理解為凡能堿性指示劑改變顏色的固體，或是凡能化學(xué)吸附堿性物質(zhì)的固體。按照布朗斯泰德和路易斯的定義，則固體酸是具有給出質(zhì)子或接受電子對(duì)能力的固體。固體酸是催化劑中的一類重要催化劑，催化功能來源于固體表面上存在的具有催化活性的酸性部位，稱酸

3、中心。它們多數(shù)為非過渡元素的氧化物或混合氧化物，其催化性能不同于含過渡元素的氧化物催化劑。這類催化劑廣泛應(yīng)用于離子型機(jī)理的催化反應(yīng)，種類很多。此外，還有潤(rùn)載型固體酸催化劑，是將液體酸附載于固體載體上而形成的，如固體磷酸催化劑。1.2固體酸的分類（1）固載化液體酸HF/Al2O3,BF3/AI2O3,H3PO4/硅藻土（2）氧化物簡(jiǎn)單Al2O3,SiO2,B2O3,Nb2O5復(fù)合Al2O3-SiO2,Al2O3/B2O3（3）硫化物CdSZnS2（4）金屬磷酸鹽AlPO4,BPO硫酸鹽Fe2(SO4)3,Al2(SO4)3,CuSO4（5）沸石分

4、子篩ZSM-5沸石,X沸石,Y沸石,B沸石絲光沸石,非沸石分子篩:AlPOSAPO系列（6）雜多酸H3PW12O40,H4SiW12O40,H3PMo12O40（7）陽離子交換樹脂苯乙烯-二乙烯基苯共聚物Nafion-H（8）天然粘土礦高嶺土,膨潤(rùn)土,蒙脫土（9）固體超強(qiáng)酸SO42-/ZrO2,WO3/ZrO2,MoO3/ZrO2,B2O3二、主題1各類固體酸催化劑的研究近況以下主要是綜述了固體超強(qiáng)酸(H0<-11.94)的研究發(fā)展?fàn)顩r,包括了單組分固體超強(qiáng)酸催化劑和多組分復(fù)合固體酸催化劑的研究。1.1單組分固體超強(qiáng)酸蘇文悅、陳亦琳等人[1]

5、對(duì)SO2-4/TiO2進(jìn)行了研究,發(fā)現(xiàn)SO2-4/TiO2固體酸可用于光催化降解溴代甲烷。當(dāng)H2SO4浸漬液濃度為1mol/L時(shí),制備所得的SO2-4/TiO2酸性最強(qiáng)(H0<-12.14),具有超強(qiáng)酸性和最高的光催化活性,且比在相同反應(yīng)條件下的TiO2的光催化活性提高了2~10倍。任立國(guó)等人[2]制備了PO3-4/TiO2固體酸,對(duì)其進(jìn)行了表征,并催化了乙酰乙酸乙酯和乙二醇的縮酮化反應(yīng)。研究結(jié)果表明,經(jīng)PO3-4改性后的TiO2在425!~575!焙燒可形成表面同時(shí)存在L酸中心和B酸中心的固體超強(qiáng)酸。在縮酮化反應(yīng)中,PO3-4質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7.5

6、%、焙燒溫度為500!的固體酸催化劑具有最高催化活性。于薈、朱銀華等人[3]采用等體積浸漬法制備了新型晶須狀介孔SO2-4/TiO2固體酸,以其為催化劑催化乙酸和正丁醇的酯化反應(yīng)。經(jīng)一系列物化表征后顯示,SO2-4/TiO2固體酸具有納米級(jí)晶粒、晶須狀形貌、高比表面積和介孔結(jié)構(gòu),500!焙燒時(shí)催化劑活性最高。酯化反應(yīng)中,在催化劑的投入質(zhì)量為0.2g、n(正丁醇)/n(乙酸)=1.5、反應(yīng)時(shí)間為3h的條件下,正丁醇轉(zhuǎn)化率可達(dá)94%。1.2多組分復(fù)合超強(qiáng)酸復(fù)合其他金屬氧化物型李文生,尹雙鳳等人[4]制備了經(jīng)高溫活化焙燒的B2O3/ZrO2催化劑。

7、表征后得出,對(duì)于700!活化焙燒的B2O3/ZrO2,B2O3的含量為4.1%比表面最大,而B2O3的含量為8.3%時(shí)催化劑表面的總酸量最大。實(shí)驗(yàn)還3表明催化劑表面B/Zr原子之比中強(qiáng)酸百分含量間存在順變關(guān)系,而且中強(qiáng)酸中心是催化環(huán)己酮肟貝克曼重排的活性中心。郭錫坤、王小明[5]以-Al2O3為載體,用分步浸漬法制得Cu/ZrO2/S2O2-8/-Al2O3固體酸,用于催化選擇還原NO的反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)表明,由于S2O2-8和ZrO2可抑制-Al2O顆粒的燒結(jié)及CuAl2O4尖晶石相的生成,且促使催化劑表面B酸中心的形成,在有10%水蒸氣存在時(shí)

8、NO的最大轉(zhuǎn)化率還能達(dá)80.2%。1.3磁性復(fù)合型常錚、李峰等人[6]利用超聲波法制得磁性納米固體酸催化劑Zr(SO4)2/Fe3O4,并對(duì)不同配比的