工业催化_-第三章_酸碱催化剂及其催化作用.ppt

第三章酸性催化剂及其催化作用
本章重点内容
固体表面的酸性质及其测定方法;
酸中心的形成与结构;
二元氧化物酸中心判定经验规则
固体酸的催化作用
概述
酸性催化剂是石油炼制与化学工业中使用较多的一类催化剂,如烃类的裂化、烃类的异构化、芳烃和烯烃的烷基化、烯烃的水合制醇、醇的脱水等反应都使用酸性催化剂。
早期用硫酸、氢氟酸、磷酸、等液体酸或三氯化铝等路易斯酸作为催化剂。这些酸都具有确定的酸强度、酸类型,而且在较低温度下有相当高的催化活性。
从产品分离、设备腐蚀,尤其上环保方面考虑,使用固体酸催化剂替代H2SO4、HF和AlCl3 等液体酸催化剂的工艺十分重要。
本章主要探讨固体酸催化剂及其催化作用。
B(BrÖnsted)酸和L(Lewis)酸的概念
凡是能给出质子的物质称为B酸
NH3 十H3O+( B酸)=NH4+十H2O
凡是能接受电子对的物质称为L酸
BF3 ( L酸)十:NH3  F3B:NH3
固体酸
固体酸:凡能化学吸附碱性物质的固体。
按BrÖnsted和Lewis的定义:
能给出质子或者接受电子对的固体称之为固体酸。
固体酸的类型
1 、天然粘土类:高岭土、膨润土、蒙脱土、天然沸石等,主要组分为氧化硅和氧化铝;
2、浸润类:液体酸(H2SO4 、H3PO4)负载在相应的载体(氧化硅和氧化铝)上;
3、阳离子交换树脂
4、金属氧化物或复合氧化物:如ZrO2, WO3 MoO3, WO3-ZrO2, MoO3-ZrO2, 杂多酸、合成分子筛等
5、金属盐:NiSO4, AlPO4 ,AlCl3
固体表面酸性测定方法
固体表面的酸性质
固体表面的酸性质包括如下几方面
表面酸中心类型:有2种类型酸中心,即BrÖnsted酸中心和Lewis酸中心
酸强度及强度分布
酸量
固体表面的酸性质表征方法
非水溶液的指试剂法(Non-aqueous indicator methods)
红外光谱法(Infrared spectroscopic method)
微量热法(Microcalorimetric methods)
碱性气体吸附法(Adsorption of gas bases)
程序脱附法(Temperature-programmed-desorption, TPD)
模型反应法(Model reactions for determination of surface acidity)