演示文稿催化剂的结构上.pptVIP

（优选）催化剂的结构上ppt讲解 当前第1页\共有39页\编于星期二\10点 催化剂: 结构与活性关系 ? 催化剂的选择性分四个层次: 化学选择性(chemo-selectivity), 立体选择性(stereo-selectivity), 对映体选择性(enantio-selectivity), 和局域选择性(regio-selectivity)。催化剂选择功能的实现依赖于催化剂的结构??电子的或几何的结构。 当代催化化学的中心论题是提高催化剂的专一性(specificity), 因而催化剂的结构设计至关重要。 当前第2页\共有39页\编于星期二\10点 一. 分子筛催化剂 (chemo stereo) 固体酸催化剂, 唯一被证明晶体结构与选择性有良好关系(shape selective, 择形催化)的催化剂 二. 担载催化剂 (chemo) 载体多是氧化物, 被担载组分多是过渡金属和/或氧化物, 是典型的非晶体系. 三. 非担载固体催化剂 (chemo) 原理上同担载催化剂. 四. 络合催化剂 (chemo, stereo, enantio regio) 均相催化, 典型的立体选择性体系, 可实现不对称选择催化(asymmetric catalysis)和官能团识别(discrimination, 生物酶).?? 催化剂: 结构与活性关系 当前第3页\共有39页\编于星期二\10点 ? 沸石是具有骨架结构的硅铝酸盐，沸石骨架形成的空腔被较大的离子或水分子占据。这些离子或水是近乎自由的，可以被离子交换或可逆地脱去。 开放的沸石骨架是通过共享顶部的四面体位构建的，Si4+/Al3+交替出现在四面体位，但两个铝不能相邻，即没有Al?O?Al链接。显然, AlO4四面体需要阳离子的参与以保持电中性，这是形成酸性位的化学本质。所以，沸石/分子筛是典型的固体酸催化剂。 1. 分子筛催化剂 当前第4页\共有39页\编于星期二\10点 分子筛酸性位的形成 H+ H+ H+ O O O O O \ / \ / \ / \ / \ Si Al Si Si 分子筛的结构特点: 1. 晶体结构; 2. 骨架由多元环组成; 3. 有笼(cage)和孔道(channel); 4. 酸性随硅铝比变化而变化. 当前第5页\共有39页\编于星期二\10点 粘 土 膨润土, 高岭土, 水滑石 复合氧化物 沸石，分子筛 盐 硫酸盐 镁锌铜及过渡金属盐 磷酸盐 铝等及过渡金属盐 固体酸 SO42-/ZrO2, SO42-/SiO2 阳离子交换树脂 交换型分子筛, 磺化酚醛树脂 固体酸/碱催化剂的种类 当前第6页\共有39页\编于星期二\10点 分子筛的人工合成始于40年代，主要是合成低/中硅铝比的沸石。60年代Mobil合成了高硅沸石ZSM-5并迅速在炼油工业中获得大规模应用，由此开始了分子筛合成与应用的新时代。 ZSM-5有分子级的孔道，亲油疏水，水热稳定性高。 分子筛的人工合成 当前第7页\共有39页\编于星期二\10点 沸石(zeolite)在真空下脱水得到分子筛(molecular sieves)，因为其规整的孔道结构可以“筛分”分子。现在倾向于把所有这一类有规整孔道的骨架化合物统称为分子筛。 典型人工合成分子筛示意 当前第8页\共有39页\编于星期二\10点 Supercage (1.3 nm) 左：八面沸石 右：丝光沸石(mordenite) Si/Al 3 X型分子筛 Si/Al 3 Y型分子筛 分子筛的人工合成 当前第9页\共有39页\编于星期二\10点 分子筛的人工合成 当前第10页\共有39页\编于星期二\10点 当前第11页\共有39页\编于星期二\10点 择形选择性 当前第12页\共有39页\编于星期二\10点 择形选择性 催化剂 孔径（?） 2,6-/2,7-异构比 2,6-% SiO2/Al2O3 60 1 32 Zeolite L 7.1 0.8 22 Zeolite Y 7.3 1 37 C Mordenite 7.0 2.7 70 ZSM-5 5.5 low low 当前第13页\共有39页\编于星期二\10点 分子筛的结构-活性关系: 1. 分子筛的酸性不是晶