3酸碱催化剂及其催化作用.ppt

正八面体 截角八面体 分子筛结构 X、Y型分子筛：区别只在于硅铝比的不同，结构同天然的八面沸石相近又称八面沸石。具体： 将金刚石的密堆立方晶系结构中的碳原子用β笼，再用六方笼相联结，形成了八面沸石晶体结构。相通的窗孔为十二元环。有效孔径为0.74nm。 Si/Al=1-1.5为X型,1.5-3.0为Y型 丝光沸石型分子筛 结构特点：没有笼（与A型，X，Y型不同） 而是层状结构，由成对的五元环联结在一起，然后通过氧桥同另一对联结，联结处形成四元环，进一步联结形成层状结构。结构中有八元环和十二元环。十二元环呈椭圆形，平均直径0.74nm，是丝光沸石的主孔道，一维直通孔道。 分子筛结构 高硅沸石ZSM型分子筛（ZSM-5，ZSM-8，ZSM-11等） ZSM-5 :Si/Al=50 ZSM-8: Si/Al=100 结构特点：与丝光沸石相似由成对的五元环组成，无笼，只有通道。ZSM-5有两组交叉通道，由十元环形成窗口孔径约为(0.55-0.6)nm 此外，还有全硅型Silicalite-1对应ZSM-5 ， Silicalite-2对应ZSM-11。 分子筛的催化性能与调变 酸性分子筛酸性中心形成的机理：是由分子筛本身所固有结构来决定的。 （1）分子筛中起电荷平衡的钠被H+所取代而产生酸性。 （2）高价金属阳离子Mn+取代Na+离子时，由于水合金属离子作用，使高价金属离子和分子筛结构之间存在着较强的电场，使吸附在上面的水极化而解离，产生H+酸性。 分子筛 可以看作由平衡电荷的金属阳离子和起骨架作用的硅铝氧阴离子构成，电荷可以被部分有效地被屏蔽。这样阳离子很容易被取代，而呈现不同性质。 择形催化 分子筛在其它方面的应用 吸附分离 生物酶的提纯分离（分子筛层析） 3.6 固体酸催化剂的发展及应用 为了适应精细化工生产中催化剂同反应物和产物的分离，特别是纳米催化剂技术在不远的将来会逐渐成为催化研究和应用的新热点。出现了如下形式的催化剂： （1）纳米磁性固体酸催化剂将是固体酸催化剂发展新趋势之一。如尼泊金丁酯合成（ZrO2/Fe3O4 ） （2）负载型杂多酸固体酸催化剂。 此外，交联型固体酸催化剂（硅锆交联蒙脱土） 精细化工 合成增塑剂 1.邻苯二甲酸二酯（DOP） （由苯酐和2-乙基己醇合成催化剂为SO2-4/TiO2-Al2O3 酯化率可达99% 2.己二酸二辛酯（DOA） （PVC优良耐寒助剂（SO2-4/ZrO2La2O3） 3.蔗糖八乙酯（SO2-4/TiO2） 4.合成香料 乙酸松油酯SO42-/TiO2（柠檬香味） 庚酸丁酯SO42-/TiO2-La3+（苹果香晶成分） 醋酸丁酯SO42-/ZrO2-TiO2-La3+（苹果香味） 5.合成表面活性剂 表面活性剂具有起泡、消泡、乳化、分散、增溶、洗涤、润湿等作用。 硬脂酸聚乙二醇400单酯（PEGMS） 非离子型表面活性剂（ SO42-/ZrO2） 烷基葡萄糖苷（APG）绿色非离子型表面活性剂广泛用于化妆品、洗涤剂医药领域（SO42- /Al2O3） 氨基酸表面活性剂（氨基酸月桂酯） （SnCl4/C） 6.在合成涂料中应用 乙二醇单乙醚乙酯作为皮革粘结剂油漆剥离剂（SO42-/TiO2） 丙烯酸丁酯用于表面涂料，粘合剂，密封剂，皮革处理剂（SO42-/TiO2） 甲基丙烯酸异丁酯是耐酸耐碱性涂料的基料SO42-/ZrO2-TiO2 本章作业 1.简述酸性中心的类型，及作用机理 2.固体酸性能的指标及其测定 * 2.吸附碱的红外光谱法——吡啶作为探针分子 固体酸吸附吡啶的红外光谱可以测定B酸和L酸 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1540 cm-1 处。 吡啶吸附在L酸中心上形成配位络合物，特征吸收峰在1450 cm -1处。 HZSM-5沸石上B酸、L酸与吡啶作用后的红外光谱 Al2O3表面酸性 Al2O3 表面只有L 酸中心(1450 cm- 1) ,看不到B 酸中心。 SiO2-Al2O3表面酸性 在200 ℃抽真空后于1600～ 1450 cm- 1 范围内出现1540cm-1表面除存在L 酸部位外,尚存在B 酸部位。 气态碱吸附法 测酸强度与酸量 原理： 碱分子吸附在固体酸中心上，当升温脱附时，吸附弱的碱先排出，故根据不同温度下排出的碱量，可以得出酸强度和酸量。 NH3、吡啶、正丁胺 实验方法： 将固体样品置于石英弹簧天平上，经抽空后再引进有机碱蒸气使之吸附。如长时间抽空样品重量不变，那么留在样品上的碱量就可作为化学吸附量。 程序升温脱附法(TPD法) 将预先吸附了某种碱的固体酸在等速