绿色催化剂介绍_图文.ppt

绿色化工概论之绿色化工概论之绿色涂料绿色涂料主讲:陈令允化学化工学院催化剂的基本概念?催化剂定义?能改变反应速率,而本身的组成、质量和化学性质在反应前后均不发生变化的物质叫做催化剂。?加快反应的为正催化剂, 减慢反应的为负催化剂。?绿色催化剂定义?绿色化学要求化学品的生产最大限度地合理利用资源, 最低限度地产生环境污染和最大限度地维护生态平衡。?它对化学反应的要求是:采用无毒、无害的原料;在无毒无害及温和的条件下进行;反应必须具有高效的选择性;产品应是环境友好的。?这四点要求之中有两点涉及到催化剂,人们将这类催化反应成为绿色催化反应,其使用的催化剂也就称为绿色催化剂。各类催化剂及其催化作用酸碱催化剂分子筛催化剂金属催化剂金属氧化物催化剂络合催化剂金属硫化物催化剂固体酸碱催化剂及其催化作用一、酸碱催化剂的应用反应类型主要反应典型催化剂催化裂化重油馏分?汽油+柴油+液化气+干气稀土超稳 Y分子筛( REUSY ) 烷烃异构化 C 5 /C 6正构烷烃?C 5 /C 6异构烷烃卤化铂/氧化铝芳烃异构化间、邻二甲苯?对二甲苯 HZSM-5/Al 2O 3 甲苯岐化甲苯?二甲苯+苯 HM 沸石或 HZSM-5 烷基转移二异丙苯+苯?异丙苯 H?沸石烷基化异丁烷+1- 丁烯?异辛烷 HF ,浓 H 2 SO 4 芳烃烷基化苯+乙烯?乙苯 AlCl 3或 HZSM-5 苯+丙烯?异丙苯固体磷酸( SPA )或 H?沸石择形催化烷基化乙苯+乙烯?对二乙苯改性 ZSM-5 柴油临氢降凝柴油中直链烷烃?小分子烃 Ni/HZSM-5 (双功能催化剂) 烃类芳构化 C 4 -C 5烷、烯烃?芳烃 GaZSM-5 乙烯水合乙烯+水?乙醇固体磷酸酯化反应 RCOOH+R ? OH ? RCOOR ? H 2 SO 4、H 3 PO 4或离子交换树脂醚化反应 2CH 3 OH ? CH 3 OCH 3 HZSM-5 工业上重要的酸催化剂及催化反应固体酸碱催化剂的优势(与传统液体酸碱催化剂相比) : ?活性、选择性好?不腐蚀容器或反应器?重复使用?易分离(反应物、产物) ?易处理(对环境较有利) ? Br? nsted 定义: 酸:能给出质子的物质碱:能接受质子的物质 B 酸(质子酸) B 碱(质子碱) ——酸碱质子理论二、固体酸、碱的定义和分类 1、定义( Br? nsted 定义和 Lewis 定义) ? Lewis 定义: 酸:能接受电子对的物质碱:能给出电子对的物质 L 酸(非质子酸) L 碱(非质子碱) ——酸碱电子理论例: H +H + H 3 PO 4 / 硅藻土+ R 3 N H 2 PO 4 -/ 硅藻土+ R 3 NH + B 酸 B 碱 B 碱 B 酸 AlCl 3 + :NR 3 Cl 3 Al : NR 3 L 酸 L 碱配合物 BF 3 + :NH 3 F 3 B : NH 3 L 酸 L 碱配合物 2、分类序号名称举例 1天然粘土类高岭土、膨润土、活性白土、蒙脱土、天然沸石等 2 浸润类(固载化液体酸) H 2 SO 4、H 3 PO 4、 HF 等液体酸浸润于 SiO 2、 Al 2O 3、硅藻土等载体上(烧结物) 3阳离子交换树脂二乙烯基苯共聚物、 Nafion -H 4活性炭在 573K 下热处理 5 金属氧化物和硫化物 Al 2O 3 、 TiO 2、 CeO 2、V 2O 5、 MoO 3、 WO 3、 CdS 、 ZnS 等 6金属盐 MgSO 4、 SrSO 4、 CuSO 4、 ZnSO 4、 NiSO 4、 Bi(NO 3) 3, AlPO 4、 BaF 2、 TiCl 3、 AlCl 3等 7复合氧化物 SiO 2 -Al 2O 3、 SiO 2 -ZrO 2、 Al 2O 3 -MoO 3、 Al 2O 3- Cr 2O 3、 TiO 2 -ZnO 、 TiO 2 -V 2O 5、 MoO 3 -CoO- Al 2O 3、杂多酸及其盐、合成分子筛等固体酸的分类: 序号名称举例 1浸润类 NaOH 、 KOH 、 KF 等浸润于 SiO 2、 Al 2O 3、分子筛等载体上(烧结物) 2合成分子筛用碱金属离子或碱土金属离子交换的分子筛 3阴离子交换树脂 4活性炭在 1173K 下热处理或用 N 2 O 和 NH 3 活化 5金属氧化物 MgO 、 CaO 、 TiO 2、 ZnO 、 Na 2O、K 2O、 SnO 2、 BaO 等 6金属盐 Na 2 CO 3、K 2 CO 3、 CaCO 3、(NH 4)