《催化作用基础》第五章 固体酸催化剂与催化裂解.pdf

催化作用基础 第一章 绪论 第二章 吸附作用 第三章 催化剂某些宏观结构参量的表征 第四章 气固多相催化反应动力学基础 第五章 固体酸催化剂与催化裂解 第六章 过渡金属配合物催化剂及其相关催化过程 第七章 金属催化剂及其相关催化过程 第八章 金属氧化物的催化作用与催化氧化反应 第九章 固体催化剂设计 第十章 固体催化剂的制备 第十一章 多相催化剂的评价 第十二章 酶催化作用和光催化作用简介 第十三章 新催化材料 第十四章 催化过程中应用的几种耦合技术 第十五章 环境催化 2 第五章 固体酸催化剂与催化裂解 §5.1 固体酸催化剂及其催化作用 §5.2 催化裂解 §5.3 择形催化 3 5.1 固体酸催化剂及其催化作用 典型过程： 由于规模巨大和产品的重要性而具有十分重要意义的化学工业 过程，如催化裂解、催化重整、选择氧化等。 固体酸催化剂及其催化作用： 与催化剂酸性质密切相关的催化反应：裂解、异构化、烷基 化、聚合、水和、水解等反应。 4 5.1 固体酸催化剂及其催化作用 一、酸碱的定义 1) Brønsted 酸碱： 能给出质子的物质称为 Brønsted 酸（B 酸）或质子酸；能接受 质子的物质称为 Brønsted碱（B 碱）。 B酸给出质子后的剩下部分称为B碱；B碱接受质子变成B酸，B酸 和B碱之间的变化实质上是质子的转移。 5 5.1 固体酸催化剂及其催化作用 一、酸碱的定义 2) Lewis酸碱： 能接受电子对的物质称为Lewis酸（L酸）； 能给出电子对的物 质称为Lewis碱（L碱）。 L酸可以是分子、原子团、正碳离子或具有电子层结构未被饱和的 原子。L酸与L碱的作用实质上是形成配键络合物 注：在催化反应中最常使用的是B酸、B碱和L酸、L碱的概念 6 5.1 固体酸催化剂及其催化作用 二、酸类型 酸类型：B酸或L酸 可以通过光谱、色谱或化学方法区分 HZSM-5-773 K 吡啶-HZEM-5-773 K 吡啶-HZEM-5-1073 K HZEM-5的红外光谱 红外特征吸收峰 吡啶吸附在B酸形成吡啶离子: 1540 cm-1 吡啶吸附在L酸形成配位络合物: 1447-1460cm-1 7 5.1 固体酸催化剂及其催化作用 三、酸强度 1.酸强度： 表示酸与碱相互作用的强弱，是一个相对量。 2. 测量方法： 碱性气体从固体酸脱附的活化能，脱附温度，碱性指示剂与固体 酸作用的颜色。 3. H 函数： 0 利用Hammett指示剂测定B酸给出质子的能力/将B碱转化为共轭 酸的能力，或者L酸接受电子对的能力/与L碱形成络合物的能力中 表征这种能力的物理量。