[理學]第4章分子篩及其催化作用-閱讀頁
2024-10-31 21:22本頁面
【正文】 酸 的存在，就是引起催化裂化、烯烴聚合、芳烴烷基化和醇類脫水等正碳離子反應的 活性中心 。 表面羥基的轉(zhuǎn)化 ? 式中 (I)表示質(zhì)子完全離子化的； (II)表示處于極化狀態(tài)的過渡態(tài)；(III)表示已形成羥基 。 酸量與焙燒溫度的關(guān)系 ?用吡啶作堿性物質(zhì) ， 配位于 質(zhì)子酸 部位產(chǎn)生1545 cm－ 1特征吸收頻率 ， 配位于 L酸 中心產(chǎn)生 1450 cm－ 1特征吸收頻率 。 酸位中心形成的其他方式 ? 多價陽離子也可能產(chǎn)生羥基酸位中心。 沸石分子篩的催化作用特點 ? 擇形催化 ? 離子可交換特性 ? 表面酸堿性質(zhì) ? 靜電場效應 靜電場效應 ? 由于多價陽離子在分子篩中的 分布不對稱 ，在分子篩表面的多價陽離子和負電中心之間產(chǎn)生 靜電場 ， 這個電場能使吸附的烴類分子極化為半離子對 ， 具有活化被吸附分子的作用 ， 因而產(chǎn)生較高的反應能力 。 靜電場效應 ?在 Ca2＋ 和較遠的一個鋁氧四面體之間產(chǎn)生靜電場，Ca2＋ 為正極 ，被吸分子處于該靜電場中時，就會被 極化 ，變?yōu)榫哂?半離子對性質(zhì) 的分子，易于進行正碳離子反應。 于是 ， 三價稀土離子交換的沸石分子篩比兩價的堿土金屬離子交換的沸石分子篩會引起更高的催化活性 。 Mg2＋ ＞ Ca2＋ ＞ Sr2＋ ＞ Ba2＋ ?多價陽離子使沸石分子篩表面產(chǎn)生靜電場的觀點，曾經(jīng)解釋了某些實驗事實，但 這種觀點不能解釋沸石分子催化劑和硅酸鋁催化劑對裂化反應的類似性 。因此在正碳離子型反應中， 分子篩的催化活性在一定的硅鋁比范圍內(nèi)隨硅鋁比的增加而上升 ，鈣八面沸石上的異丙苯裂化的典型數(shù)據(jù)如表所示： 該規(guī)律是在 一定范圍內(nèi) 顯示的，當硅鋁比超過一個固定值而繼續(xù)上升時，由于 鋁原子太少 ， 陽離子密度就過小 ，相應的活性中心減少，所以其對應的催化活性在達到極大值后又呈下降趨勢。分子篩的活化步驟主要是分子篩的脫水過程，在此過程中不伴有結(jié)構(gòu)的變化。 ? 通常 Y型分子篩較 X型而言其硅鋁比較高，電荷密度較低，水分較易脫出，所以它的活化溫度較低。 中孔分子篩材料催化化學 ? 中孔分子篩主要是作為載體負載活性中心或經(jīng)表面改性后直接作為固體催化劑用于有機合成反應，在非均相催化反應中得以應用。 中孔材料的應用及研究進展 ? 目前，人們已將雜原子 Al、 Ti、 V、 Mn、 Fe、 B、 Sn、Cu、 Ga等引入中孔分子篩骨架，它們在相應的探針反應中顯示出良好的催化活性和酸性。 研究含雜原子的中孔分子篩，拓寬雜原子中孔分子篩的應用領(lǐng)域，是目前研究中孔分子篩的一個重要方向，人們擬在中孔材料上引入雜原子，應用于大分子有機物在溫和條件下選擇氧化制備精細化學品，這一領(lǐng)域越來越受人矚目。此類催化劑在石油化工和精細化工等領(lǐng)域中具有一定的應用前景。 ? 作為載體使用 由于中孔分子篩具有較大的比表面積和孔道直徑，因此能以較高的分散度負載活性組分，是一種理想的金屬和金屬氧化物載
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