固体酸催化剂研究综述论文答辩.ppt
固体酸催化剂研究综述 南京财经大学毕业论文 姓名：小黑 所在部门： 班级： 指导老师： 2011年6月 摘要 1.课题介绍2.固体酸的分类3.固体超强酸简介4.固体酸的应用5.存在的问题6.展望 总之，只有了解研究历史和现状，才能把握未来的研究方向和重点。 课题介绍 液体酸的缺点1.易腐蚀设备2.难以连续生产3.选择性差4.产物与催化剂不易分离5.产生的大量废液严重污染环境 固体酸的分类 固体酸大致可分为九类：（1）负载型液体酸；（2）氧化物，包括简单氧化物和复合氧化物；（3）硫化物；（4）金属盐；（5）沸石分子筛； (6)杂多酸；(7)阳离子交换树脂；(8)天然粘土矿物；(9)固体超强酸。固体超强酸是酸性比100%硫酸更强的固体酸。优点：①非常好的稳定性②吸附在表面的SO42-与载体表面结合稳定③腐蚀性低。SO42-/MXOY固体酸制备工艺可溶性金属盐沉淀金属氧化物H2SO4或(NH4)2SO4干燥焙烧催化剂沉淀剂催化剂的浸渍比表面积催化剂载体的改性通过对催化剂载体的改性，可以给催化剂提供合适的比表面积，增加酸中心密度，酸类型，增加抗中毒能力，提高机械强度等。
主要通过以下途径： ①引入纳米材料或磁性纳米材料 ②引入稀土元素提高固体酸催化剂活性 ③引入分子筛提高催化剂的热稳定性和比表面积 ④引入其他金属元素，研究发现加入适量的Al可以提高催化剂表面硫含量，提高催化剂的活性和比表面积。固体超强酸的主要表征技术有红外光谱、热分析、X射线衍射、程序升温脱附、比表面分析、扫描电镜和透射电镜、光电子能谱等。固体超强酸的失活机理： ①在催化合成反应中，体系中的水或水蒸气与表面SO42-等助催化剂接触，造成表面SO42-的丢失，催化剂表面酸中心数量减少，导致酸强度减弱，催化剂活性下降； ②在有机反应中，由于反应物和产物在催化剂表面的吸附、脱附和表面反应，碳和体系杂质会在催化剂的活性中心上吸附沉积而造成积碳，降低催化剂的活性；③在反应过程中，由于体系中存在毒物，固体超强酸中毒；助催化剂SO42-在某些溶剂和产物中会发生还原，导致表面酸强度降低，失去催化活性。以上三种失活均为暂时失活，可通过重新洗涤、干燥、酸化、焙烧补充催化剂失去的酸中心，烧掉积碳，恢复催化剂的活性等方法恢复。固体酸催化剂的应用：1.饱和烃的异构化反应2.氧化反应3.聚合反应4.加成反应5.解聚反应6.歧化反应7.酯化反应应用实例固体酸催化剂制备生物柴油生物柴油是以动植物油脂及工业、餐饮废油为原料，与甲醇、乙醇等低碳醇经酯交换反应生成长链脂肪酸单烷基酯的绿色可再生资源。
若采用碱作催化剂，则原油和醇必须经过严格脱水处理，否则易形成乳状液，难以分离。另外，原油中的游离酸对碱催化剂的活性破坏很大；若采用浓硫酸作催化剂，虽然对原油水分和游离酸含量无特殊要求，但其强腐蚀性对设备要求高，而且由于会对有机物产生碳化，使反应体系颜色加深，后处理工艺复杂。另外，采用液体酸或碱作催化剂时，后处理过程中会排出大量污水，造成环境污染，大大限制了它的应用。固体酸催化活性高，转化率高，选择性高，是一种环境友好的绿色催化剂，因此人们研究用固体酸代替液体酸。存在问题固体超强酸虽然酸性很高，但是由于其酸密度较低，总酸含量与液体酸相比较少，限制了它的使用范围。有些固体超强酸催化剂酸性过高(如SO42-/ZrO2等)，常常会引起积碳，使催化剂失效，缩短其寿命。另外，SO42-/MxOy型固体超强酸所用的金属大多为贵金属，增加了催化剂的使用成本。因此，在固体超强酸的研究中，缺乏足够的工业应用研究，虽然实验研究涉及范围很广，但在工业生产中尚未得到广泛应用。展望未来固体酸的发展主要应朝两个方向发展：一方面，通过改性提高催化剂的活性，延长其寿命，扩大其使用范围；另一方面通过技术创新、引入边缘学科，开发催化性能更优异、价格更合理、生产工艺更绿色的固体酸催化剂。
希望未来催化技术能有新的突破，不仅要拓宽其应用范围，探索其在不同反应条件下对不同反应的催化行为，还要向多功能化、高效化方向发展，充分发挥其自身的超强性能，真正实现绿色化学的目标。报告到此结束，谢谢大家！**人们开始寻求新的催化剂来替代液体酸，固体酸催化剂越来越受到人们的重视。 250 161 650 Al2O3 28 166 550 SnO2 27 51 650 55 100 600 63 144 525 TiO2 28 41 800 50 124 650 100 187 500 ZrO2 不含SO42- 含SO42- 煅烧温度/℃ 未经硫酸（或硫酸盐）处理的氧化物的比表面积比超强酸小得多，并且随煅烧温度的升高，比表面积降低。 *