各類催化劑及其作用機(jī)理
2020-08-27 09:51:24
亞宏超管
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各類催化劑及其作用機(jī)理
重點(diǎn)介紹各類催化劑的組成、結(jié)構(gòu)及其催化作用規(guī)律與催化機(jī)理。主要包括五大類催化劑：固體酸堿催化劑，分子篩催化劑，金屬催化劑，金屬氧化物和金屬硫化物催化劑，以及絡(luò)合催化劑。重點(diǎn)掌握各類催化劑的基礎(chǔ)知識(shí)、基本概念，典型代表、工業(yè)應(yīng)用及新進(jìn)展。
一 ?酸堿催化劑
石油煉制和石油化工是催化劑較為大的應(yīng)用領(lǐng)域，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有重要地位。在石油煉制和石油化工中，酸催化劑占有重要的地位。烴類的催化裂化，芳烴和烯烴的烷基化，烯烴和二烯烴的齊聚、共聚和高聚，烯烴的水合制醇和醇的催化脫水等反應(yīng)，都是在酸催化劑的作用下進(jìn)行的。工業(yè)上用的酸催化劑，多數(shù)是固體。20世紀(jì)60年代以來，又發(fā)現(xiàn)一些新型的固體酸催化劑，其中最有影響的是分子篩型催化劑，其次是硫酸鹽型酸性催化劑。
1. 固體酸堿的定義和分類
固體酸：一般認(rèn)為是能夠化學(xué)吸附堿的固體，也可以了解為能夠使堿性指示劑在其上面改變顏色的固體。固體酸又分為布朗斯特（Brφnsted）酸和路易斯（Lewis）酸。前者簡(jiǎn)稱為B酸，后者簡(jiǎn)稱為L(zhǎng)酸。B酸B堿的定義為：能夠給出質(zhì)子的都是酸，能夠接受質(zhì)子的都是堿，所以B酸B堿又叫質(zhì)子酸堿。L酸L堿的定義為：能夠接受電子對(duì)的都是酸，能夠給出電子對(duì)的都是堿，所以L酸L堿又叫非質(zhì)子酸堿。
2. 固體酸堿的強(qiáng)度和酸堿量
B酸強(qiáng)度，是指給出質(zhì)子的能力；L酸強(qiáng)度是指接受電子對(duì)的能力。酸強(qiáng)度通常用Hammeett函數(shù)H0表示，定義如下：
若一固體酸表面能夠吸附一未解離的堿，并且將它轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的共軛酸，且轉(zhuǎn)變是借助于質(zhì)子自固體酸表面?zhèn)鬟f于吸附堿，即：式中[B]a和[BH+]a分別為未解的堿（堿指示劑）和共軛酸的濃度。pKa是共軛酸BH+解離平衡常數(shù)的負(fù)對(duì)數(shù)，類似pH。
