工業(yè)催化原理 第三章第三講

第三章固體酸堿催化劑第三講宋偉明⑴StructureMx/n[(AlO2)x·(SiO2)y]zH2OM是陽(yáng)離子可以中和(AlO2)x的負(fù)電荷，n為價(jià)態(tài)TypeAXY絲光沸石SiO2/Al2O3~22.2-3.03.1-5.09-11Si/Al11.232.4553.2.2.2ZeolitemolecularsievecatalystSiO4為正四面體，象CH4

四個(gè)SiO4四面體共用4個(gè)氧，可以聯(lián)接成四元環(huán)。四、六、八元環(huán)，6cage六個(gè)四元環(huán)組成立方體。Hexagonalcage六個(gè)四元環(huán)和兩個(gè)六元環(huán)。

βcage3.2.2.2–Page3分子篩中陰離子可以交換，改性。Zeolitecompositionsize（A°）

3AK2O.Al2O3.2SiO2.4.5H2O34ANa2O.Al2O3-2SiO2.4.5H2O45A0.66CaO.0.33Na2O.Al2O3.2.5SiO2.6H2O5

3.3.2ZSM-5

3.3.3ZeoliteL

⑵Acidofzeolite

ComparisonofzeoliteandSi-Alcatalyst

3.2.3.2–Page12Back

BacidofmolecularsieveLacidofmolecularsieves沸石催化活性中心學(xué)說(shuō)靜電場(chǎng)極化活化模型3.2.3.2–Page13Back

A是分子篩外表晶格離子，它促使C-H極化產(chǎn)生然后按正碳離子機(jī)理反響。己烷異構(gòu)活性順序：NaY<BaY<CaY<MaY即靜電場(chǎng)越大，活性也越大。3.2.2.2–Page4通性：分子篩硅鋁比越高，分子篩的酸性越高。分子篩cat中鈉含量越高，穩(wěn)定性越差。ZSM-5Si/Al250ZSM-8Si/Al2100磷酸鋁分子篩P423.3Selectformingcatalysis

3.3.1Selectforming3.3.1.1Reactant利用催化劑特定的孔結(jié)構(gòu)，使反響混合物中僅具有一定形狀和大小的分子才能進(jìn)入催化劑孔內(nèi)起反響，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)反響物的擇形催化。丁醇脫水，液相反響正丁醇脫水較難用CaX催化劑可以使正丁醇順利脫水3.3.1.2Product

只允許一定結(jié)構(gòu)的產(chǎn)物離開(kāi)孔道ZSM-5催化劑使苯烷基化時(shí)得到95%對(duì)-二甲苯3.3.1.3Middleproduct

二烷基苯的烷基轉(zhuǎn)移反響形成單烷基苯及各種三烷基苯的異構(gòu)體混合物，反響平衡時(shí)，均三烷基苯含量高用沸石催化，三烷基苯的含量幾乎為零3.4Acidbasecatalysisinthehomogenoussystem

3.4.1B-Acidcatalysis液相酸催化反響是均相催化的重要組成局部。許多離子型有機(jī)反響?？捎盟釅A催化，象水解、水合、脫水、縮合、酯化、重排等反響。CH2=CH2+H2OH2SO4

C2H5OH

R-COOR’+H2OH+

R-COOH+R’OH3.4.1–Page2均相酸堿催化反響的一般特點(diǎn)：以離子型機(jī)理進(jìn)行，反響速度V很大。不需要很長(zhǎng)的活化時(shí)間。對(duì)B酸B堿反響而言，在離子型機(jī)理中，又以包含“質(zhì)子轉(zhuǎn)移〞這一步為特征。+H3O+

快+H2O慢慢+R’OH3.4.1–Page3最后一步就是質(zhì)子的轉(zhuǎn)移。上有質(zhì)子轉(zhuǎn)遞步驟都很快。原因：ⅰ.質(zhì)子不帶電子。只有一個(gè)正電荷。ⅱ.質(zhì)子半徑特別小，呈很強(qiáng)的電場(chǎng)強(qiáng)度。這兩者使它接近它的分子，有利于新鍵的形成，結(jié)果使質(zhì)子化物成為不穩(wěn)定的中間絡(luò)合物，顯示較大的活性，反響快。+H2O快+H3O+

作業(yè)1.怎樣確定分子篩的酸強(qiáng)范圍2