負載磷鎢酸催化劑的研究進展

《負載磷鎢酸催化劑的研究進展》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。

1、負載磷鎢酸催化劑的研究進展+++作者簡介：+++（１９９３－），男，甘肅臨夏人，現(xiàn)為（蘭州城市學(xué)院化學(xué)與環(huán)境科學(xué)學(xué)院,蘭州730070）摘要:綜述了負載型磷鎢酸催化劑的一些最常用的制備方法，及其這些不同種類載體負載的磷鎢酸催化劑在不同類型的催化反應(yīng)中的研究和應(yīng)用情況?？偨Y(jié)歸納這些載體的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)對催化性能的影響，通過歸納和總結(jié)這些研究，對負載磷鎢酸催化劑發(fā)展前景提一些建議。關(guān)鍵詞:磷鎢酸；負載；催化劑；雜多酸；硅膠1前言磷鎢雜多酸是一種既具有配合物及金屬氧化物的結(jié)構(gòu)特征，又兼有酸性與氧化還原性能的一種特殊雙功能催化劑，它具有催化活性高，選擇性好，使用條件溫和等優(yōu)點，廣泛

2、應(yīng)用于各種催化反應(yīng)[1a]。鎢酸易溶于水等極性溶劑，因此其在使用時存在腐蝕設(shè)備、污染環(huán)境及催化劑易流失、回收困難等缺點，使得催化方面的應(yīng)用受到限制[1b-2a]。負載后，負載磷鎢酸不但具有液體酸的低溫催化活性度和穩(wěn)定性，還可以增強機械強度。因此負載磷鎢酸兼有酸催化和氧化催化的作用，是強度均勻的質(zhì)子酸嘲，具有很高的催化活性，這種負載型雜多酸催化劑既具有原催化劑固有的諸多優(yōu)點，又大大提高了比表面積及催化性能，而且易于回收和連續(xù)生產(chǎn)，有利于提高產(chǎn)品質(zhì)量和降低生產(chǎn)成本，因此在學(xué)術(shù)界和工業(yè)界均引起了廣泛的重視[2b-3a,4a-5]。2負載型磷鎢酸催化劑的制備介紹2.1載體的選擇

3、介紹從理論上講，目前發(fā)現(xiàn)的許多載體都可以做磷鎢酸催化劑的載體，但大部分都用氧化劑作為載體，因為氧化劑具有較好的熱穩(wěn)定性和化學(xué)性質(zhì)，但磷鎢酸與酸或者堿共沸時容易分解。目前，主要作為載體的有Si02、HZSM一5分子篩、Y型分子篩、Hp、HMS分子篩、Worm一like狀分子篩、活性炭，硅膠等作為磷鎢酸催化劑的載體[6-14]。2.2負載磷鎢酸的制備方法目前，負載磷鎢酸的主要制備方法有浸漬法、吸附法、溶膠一凝膠法。2.2.1浸漬法浸漬法是將磷鎢酸溶于水，然后用此溶液浸漬載體并攪拌，一定時間后取出干燥，即得負載型磷鎢酸催化劑。或者將活性組分用物理混合、水熱分散、共浸漬或離子交

4、換法直接負載到載體上的一種方法。該法制得的負載物具有較高的活性，但也存在牢固程度問題。2.2.2吸附法回流吸附法是將載體加入磷鎢酸溶液中，加熱回流一定時間后，過濾、水洗、烘干數(shù)小時，再在一定溫度下活化。該法制得的負載物均勻性好，但負載牢固程度不高，容易脫落。2.2.3溶膠一凝膠法先用正硅酸乙酯為前驅(qū)物，用醇(如正丁醇、乙醇等)做溶劑，無機酸(硝酸、鹽酸等)作為催化劑制備溶膠溶液，然后加入磷鎢酸攪拌至形成凝膠，干燥備用。3負載型磷鎢酸催化劑的研究現(xiàn)狀介紹43.1SiO2負載磷鎢酸在氧化物載體中，SiO2載體的研究最為廣泛。SiO2具有很大的比表面積和獨特的孔結(jié)構(gòu)，其表面羥

5、基對溶液中不同離子的吸附起著重要的作用。SiO2負載雜多酸具有較高的催化活性[2C]。一般認為，在極性溶劑中的反應(yīng)，活性炭在負載的牢固性方面是最為有效的載體，而在非極性反應(yīng)體系中，SiO2負載活性較高。黃華等[4b]采用負載磷鎢酸(Pw)催化劑的表面性質(zhì)、熱穩(wěn)定性以及對乙酸／乙烯直接合成乙酸乙酯反應(yīng)的催化性能進行了對比研究，Pw在SiO2上的分散情況與SiO2的比表面積和孔徑大小有關(guān)，Pw與載體表面作用的強弱直接影響負載型催化劑的熱穩(wěn)定性和催化活性。采用高比表面積的大孔SiO2制備的負載型刑ⅣSiO2催化劑，對乙酸／乙烯直接合成乙酸乙酯的反應(yīng)具有較好的催化活性。梁必超等

6、[7b]研究了HB和SiO2。負載磷鎢酸催化劑對甲苯和均三甲苯歧化與烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)制備二甲苯的催化性能。結(jié)果表明：磷鎢酸具有酸性強、低溫活性高和二甲苯選擇性高的特點，尤其是負載在SiO2：上以后活性和穩(wěn)定性有顯著提高；磷鎢酸負載在SiO2。上以后，隨著催化劑中磷鎢酸含量的增加，均三甲苯轉(zhuǎn)化率和二甲苯收率先增后減，當磷鎢酸質(zhì)量百分數(shù)為50％時，負載效果最好，440℃時均三甲苯的最大轉(zhuǎn)化率為44．8％，420℃時二甲苯的選擇性和收率的最大值分別為84．9％和34．8％。邱滔等[15]采用浸漬法制備Si0。負載磷鎢酸催化劑；以2一氯吡啶為原料、Hzoz為氧化劑合成了2一氯吡啶一

7、N一氧化物。討論了磷鎢酸負載量、催化劑用量、反應(yīng)物配比、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時間等對氧化反應(yīng)的影響。最佳工藝條件為：磷鎢酸的負載黿為30％，催化劑用量3．3％，理(2一氯吡啶)："(H/O)=1/6．O；反應(yīng)溫度為80℃；反應(yīng)時問為30h，收率高達89．8％。3.2活性炭負載磷鎢酸活性炭是使用廣泛的載體，具有較高的比表面積和較寬范圍的pH值穩(wěn)定性，而且其表面具有和吡喃酮或苯并吡喃結(jié)構(gòu)類似的堿性基團，負載雜多酸后，陰陽離子間存在的庫侖引力可以提高雜多酸在載體上的穩(wěn)定性。關(guān)鍵等[9b]以活性炭為載體，浸漬磷鎢酸制備負載型PWl2／AC催化劑，考察了