固体酸催化剂的制备及其应用文献综述

 2021-10-11 19:44:58

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文 献 综 述

一、前言

现代石油化工及化学工业中，超过85%的化学反应需要催化剂才能实现，而在众多的精细化工产品的生产过程中，酸催化剂占着重要的地位，酸催化反应是化学工业中重要的反应之一，目前工业生产中还在大量使用液体酸，如 H2SO4、HF等。但是传统的酸催化剂在使用过程中容易腐蚀设备，需要特殊的中和步骤来分离酸和产物，而且无法重复利用，对环境造成了很大的污染。这些都造成生产成本增加、环境污染等不良后果，也浪费大量的资源[1]。

固体酸是近年来研究与开发的一种新型酸催化剂，与液体酸相比，有许多的优点，例如：能够重复和再生使用、对设备腐蚀性小、环境污染小，操作简单、降低生产成本等，是具有广泛工业应用前景的环境友好型催化剂之一，因而成为当前催化研究的热点之一[2]。2 0世纪8 0年代以来，人们已经研制出了多种类型的固体酸催化剂，为在石油化工、精细化工领域内的进一步应用奠定了坚实的基础[3]。

二、固体酸催化剂

2.1 固体酸催化剂的定义和分类

一般而言，凡能使碱性指示剂变色或是能化学吸附碱性物质的固体可以理解为是固体酸；而根据Bronsted和Lewis的酸碱定义，固体酸则是指能给出质子（B酸）或是能接受电子对（L酸）的固体。固体酸催化剂是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分称为酸中心。

自1979年日本科学家 Hino 等首次合成出 SO42 -/ Fe2O3固体酸[4]，人们便对固体酸进行了大量研究，并合成了一系列 SO42 -/ MxOy 固体酸体系催化剂。到目前为止，开发出的固体酸大致可分为九类，固载化液体酸，氧化物，硫化物，金属盐，沸石分子筛，杂多酸，阳离子交换树脂，天然粘土矿，固体超强酸[5]。

2.2 固体酸催化剂的应用

固体酸催化剂以其独特的优势已经在各个领域得到了广泛的应用，如石油化工行业的催化裂化、加氢裂解、酯化、缩合、水解、烷基化、异构化、聚合、氧化还原、脱氢、脱水等反应。

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