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固体酸催化剂
酸碱催化剂中重要的一类催化剂，催化官能团X存在于固体表面，具有催化活性
分子中酸性部分称为酸中心。大多为非过渡元素的氧化物或混合氧化物。
其性能与含有过渡元素的氧化物催化剂有所不同，该类催化剂在离子机理催化中应用广泛。
化学反应类型很多（见表）。此外，还有负载型固体酸催化剂，即负载在催化剂上的液体酸。
在固体载体上形成，例如固体磷酸催化剂。
中文名称 固体酸催化剂 特点 重要催化剂类型
功能X 酸性中心的催化活性 酸性中心的性质、酸性强度和酸性
对于固体酸的催化行为来说重要的特性是酸中心、酸强度和酸度。
①表面的酸中心可分为B-酸与L-酸（见酸碱催化剂），有时它们也存在于碱中。
氧化铝表面酸中心的形成可以用下式表示：
红外光谱研究表明,经800℃煅烧的γ-Al2O3表面存在五种类型的羟基。
有 5 个酸中心，酸强度不同。混合氧化物表面的酸中心主要是由于组分
氧化物中的金离子以不同的价数或不同的配位数形成。
SiO2-Al2O3酸中心模型有多种模式（见图）。
②酸强度：可用酸强度函数0来表示固体酸的酸强度，其值越小，酸强度越强。
酸强度越高，酸性越高。③酸度，以单位重量或单位表面积所含酸中心或毫摩尔数表示。
又称酸度。
2 应用
同一固体表面通常存在多个不同酸强度的酸中心，且数量不同，因此按酸强度分为
布也是重要性质之一，从一些固体酸的酸强度范围可以知道SiO2-Al2O3，
B2O3-Al2O3等均具有强酸性，其酸强度相当于浓度90%以上的硫酸水溶液。
强度。不同的催化反应往往对催化剂的酸强度有一定的要求，如金属硫酸盐
用于醛聚合、丙烯聚合、三聚醛解聚、丙烯水合、中酸强度的有效催化剂
范围分别为0≤、0≤、0≤-3、-3。在同一个反应中，催化活性与催化剂的酸性有关。例如，在SiO2-Al2O3上裂解异丙苯时，
催化活性与催化剂酸性之间呈近似线性关系，大多数固体催化剂都是多孔材料。
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除了考虑表面的酸作用外，还必须考虑孔隙结构的扩散和传热过程。
例如，对于烃类反应，已经设计了许多具有规则孔结构的固体酸催化剂，例如
具有管状和笼状通道的分子筛催化剂，具有层状结构的半结晶铝硅酸盐或硅酸
盐催化剂。
3.制造
固体酸催化剂种类繁多，制造方法各异。例如： ①天然粘土催化剂的制造。
早期利用天然粘土来制造石油催化裂化催化剂，方法是用酸处理粘土，然后用水洗涤并干燥。
酸处理的作用是除去金属杂质离子，暴露硅铝骨架结构，并用氢离子取代。
②合成混合氧化物的制造。最具代表性的是石油催化剂。
该化学裂解用非晶态铝硅酸盐催化剂可采用逐步沉淀法、共沉淀法或混合法制备。
工业生产常采用分步沉淀法，将H2SO4添加到水玻璃溶液中，制成SiO2水凝胶浆料。
陈化后形成适合作为催化剂骨架的凝胶结构,然后将Al2(SO4)3溶液加入到浆料中。
然后用氨水将铝沉积在SiO2水凝胶上。过滤，将滤饼加水制成浆液，喷雾干燥形成微球，
然后反复洗涤，除去杂质，最后干燥。③分子筛催化剂的制造。
将稀土交换Y型分子筛加入硅铝浆料中，经喷雾干燥、洗涤、再干燥，得
分子筛裂化催化剂（见分子筛催化剂）。④半合成催化剂的制造。
这种催化剂称为半合成催化剂。
近年来，人们开始采用硅溶胶、铝溶胶作为粘结剂，粘结稀土-Y分子筛与高岭土。
合成了新一代半合成裂解催化剂；⑤湿式固体酸催化剂的研制。
将水溶液与硅藻土混合，经干燥、研磨、混捏、干燥后得成品，可用于苯的烷基化反应。
可用于生产乙苯、异丙苯，也可用于烯烃的聚合、水合。
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