固体酸催化剂的发展概括

发布网友 发布时间：2022-04-23 19:49

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热心网友 时间：2022-07-14 08:43

固体酸催化剂
酸碱催化剂中的一类重要催化剂，催化功能来源于固体表面上存在的具有催化活性的酸性部位，称酸中心。它们多数为非过渡元素的氧化物或混合氧化物，其催化性能不同于含过渡元素的氧化物催化剂。这类催化剂广泛应用于离子型机理的催化反应，种类很多（见表）。此外，还有润载型固体酸催化剂，是将液体酸附载于固体载体上而形成的，如固体磷酸催化剂。

与固体酸的催化行为有重要关系的性质是酸中心、酸强度和酸度。
①表面上的酸中心可分为B-酸与L-酸（见酸碱催化剂），有时还同时存在碱中心。可用下式示意地表示氧化铝表面上的酸中心的生成：

红外光谱研究表明，800℃焙烧过的 γ-Al2O3表面可有五种类型的羟基，对应于五种酸强度不等的酸中心。混合氧化物表面出现酸中心，多数是由于组分氧化物的金属离子具有不同的化合价或不同的配位数形成的。
SiO2-Al2O3的酸中心模型 (见图)有多种模式。
②酸强度，可用哈梅特酸强度函数H0来表示固体酸的酸强度，其值愈小，表示酸强度越高。③酸度，用单位重量或单位表面积上酸中心的数目或毫摩尔数来表示，又称酸度。在同一固体表面上通常有多种酸强度不同的酸中心，而且数量不同，故酸强度分布也是重要性质之一。由某些固体酸的酸强度范围,可知SiO-Al2O3、B2O3-Al2O3等均有强酸性,其酸强度相当于浓度为90％以上的硫酸水溶液的酸强度。不同的催化反应对催化剂的酸强度常有一定的要求，例如在金属硫酸盐上进行醛类聚合、丙烯聚合、三聚乙醛解聚、丙烯水合,有效催化剂的酸强度范围分别为H0≤3.3,H0≤1.5，H0≤-3，-3<H0<＋1.5。在同类型的催化剂上进行同一反应时,催化活性与催化剂的酸度有关，例如在SiO2-Al2O3上异丙苯裂解，催化活性与催化剂的酸度有近似的线性关系。固体催化剂绝大多数为多孔物质，除应考虑其表面的酸功能外，还必须考虑孔隙构造对反应物的扩散及传热过程的影响。例如对于烃类反应，设计了许多具有规整孔结构的固体酸催化剂，如具有管状和笼状孔道的分子筛催化剂，具有层叠结构的半晶态的铝硅酸盐或硅酸盐催化剂。

制造
固体酸催化剂种类繁多，制造方法各异。举例如下：①天然粘土催化剂的制造。早期用天然粘土制造石油催化裂化催化剂，是将粘土用酸处理，然后水洗、干燥制成。酸处理的作用是除去金属杂质离子,暴露硅-铝骨架结构,并用氢离子替代原有的钠、钙等阳离子。②合成的混合氧化物的制造。最有代表性的是石油催化裂化用的无定形硅酸铝催化剂，可用分步沉淀法、共沉淀法或混合法制造。工业生产多用分步沉淀法，在水玻璃溶液中加入H2SO4制成SiO2水凝胶浆料,经老化制成适于充当催化剂骨架的凝胶结构。然后在浆料中加Al2(SO4)3溶液,再用氨水使铝沉积于SiO2水凝胶上。过滤,滤饼加水制成浆液,喷雾干燥成微球,然后反复洗涤除去Na2SO4等杂质，最后干燥。③分子筛催化剂的制造。在无定形硅-铝胶浆液中掺入稀土交换后的Y型分子筛，喷雾干燥、洗涤、再干燥即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。在上述分子筛催化剂上，加入一部分高岭土与硅铝凝胶作载体，制成的催化剂，称为半合成催化剂。近年来改用硅溶胶、铝溶胶作为粘结剂，将稀土-Y型分子筛、高岭土粘结制成了新一代的半合成裂化催化剂。⑤润载型固体酸催化剂的制造。将H3PO4水溶液与硅藻土混合、干燥、磨粉、混捏、干燥后制得成品，可用于苯的烷基化制乙苯、异丙苯，亦可用于烯烃的叠合、水合等。

热心网友 时间：2022-07-14 10:01

　　前瞻网发布的《2014-2018年 中国催化剂行业深度调研与投资战略规划分析报告》随着能源供需矛盾的日趋严峻，能源产品价格的大幅波动，能源结构的多元化以及环境污染的日趋恶化，我国*和行业主管部门对石油、煤炭、天然气等能源生产过程及产品的净化十分重视，出台了许多有利于行业发展的产业*与措施。
　　（1）根据《产业结构调整指导目录》规定，催化剂产品涉及煤炭气化、液化及多联产技术开发、煤炭高效洗选脱硫及污染物综合控制与利用技术开发及应用、油气田提高采收率技术、安全生产保障技术、生态环境恢复与污染防治工程技术开发利用以及含硫含酸重质、劣质原油以及高硫重油、高硫石油焦综合利用等有关能源开采清洁生产等领域，属于国家鼓励发展的行业。
　　（2）根据《当前优先发展的高技术产业化重点领域指南》（2007年）规定，本行业产品涉及其第75子类的油品加氢技术及设备、加氢裂化催化剂和相关技术、劣质原油和渣油加氢技术、催化裂化原料预加氢技术、煤液化油加氢提质技术、费-托合成油加氢改质技术、特种油品的加氢技术、催化裂化等二次加工技术、油品精制技术、润滑油加氢技术和生产超清洁汽柴油的油品加氢技术，属于国家优先发展的高技术产业。
　　（3）2009年5月*出台的《石化产业调整和振兴规划》和《煤炭产业*》，提出了扶持骨干企业、重点企业的产品种类，以及扶持高端替代产品的种类，提出了推动企业技术改造，开展炼油企业油品质量升级改扩建等。同时对环境与生态保护也提出了更加严格的要求，对于本行业的发展也构成有力的*支持。