04章1固体酸碱催化剂及其催化作用.ppt

第四章
各类催化剂及其催化作用





第一节、酸碱催化剂的应用及其作用
固体酸催化剂:在石油炼制和石油化工中,酸催化剂占有重要的地位。烃类的催化裂化,芳烃和烯烃的烷基化,烯烃和二烯烃的齐聚、共聚和高聚,烯烃的水合制醇和醇的催化脱水等反应,都是在酸催化剂的作用下进行的。工业上用的酸催化剂,多数是固体。20世纪60年代以来,又发现一些新型的固体酸催化剂,其中最有影响的是分子筛型催化剂,其次是硫酸盐型酸性催化剂。
固体碱催化剂:应用较少,研究也较少。
1.【酸碱电离理论】 Arrhenius(阿累尼乌斯)酸碱
(1)能在水溶液中给予出质子(H+)的物质称为酸。
(2)能在水溶液中给出羟基离子(OH-)的物质为碱称。
2.【酸碱质子理论】(B酸碱)
(1)凡是能给出质子的物质称为酸
(2)凡是能接受质子的物质称为碱
3.【酸碱电子理论】(L酸碱)
(1)所谓酸,乃是电子对的受体。如BF3
(2)所谓碱,则是电子对的供体。如NH3
酸碱酸碱定义:
第一节、酸碱催化剂的应用及其作用
(B酸或L酸)
(B碱或L碱)
NH3十H3O+=NH4+十H2O; BF3十:NH3= F3B:NH3
目前公认的定义:
第一节、酸碱催化剂的应用及其作用
固体酸:天然粘土物质,天然沸石,金属氧化物及硫化物,氧化物混合物,金属盐等;
固体碱:碱金属及碱土金属分散于氧化硅、氧化铝上,金属氧化物,金属盐等
液体酸:H2SO4,H3PO4,HCl水溶液,醋酸等
液体碱:NaOH水溶液,KOH水溶液
酸碱催化剂的分类:
第一节、酸碱催化剂的应用及其作用
酸碱催化剂的应用及其作用
酸碱催化剂的分类:
(1) NH3为探针分子鉴别
NH3吸附在L酸中心时,是氮的孤对电子配位到L酸中心上形成的,其红外光谱类似于金属离于同NH3的配位络合物,吸附峰在3300 cm-1及1640 cm-1 处, ;
NH3吸附在B酸中心上,接受质子形成NH4+,吸收峰在3120 cm-1,及1450 cm-1处。
NH3吸附在B酸中心上强度是L酸中心上强度的4倍。
第一节、酸碱催化剂的应用及其作用
固体表面酸类型和鉴定
固体表面酸类型和鉴定
(2)吡啶做探针的红外光谱法
吡啶吸附在B酸中心上形成吡啶离子,其红外特征吸收峰之一在 l540 -1550 cm-1 附近(l540 )
吡啶吸附在L酸中心上形成配位络合物,特征吸收峰在1447—1460 cm -1(1450cm-1)处。
第一节、酸碱催化剂的应用及其作用
吡啶在SiO2 上的吸附只是物理吸附。150 ℃抽真空后,几乎全部脱附,进一步表明纯SiO2 上没有化学吸附酸性中心
固体表面酸类型和鉴定
第一节、酸碱催化剂的应用及其作用
吡啶分子特征峰
不是酸中心峰