催化作用原理第三章

2021-04-10 13:18:02 字數 2236 閱讀 2543

1、固體酸的定義:是指具有bronsted酸(質子酸)中心及lewis酸中心的固體物質,固體酸中心和均相催化劑酸中心在本質上是一致的,但固體酸催化劑中還可能有鹼中心參與協同作用。

2、固體酸的特點:這類固體酸催化劑具有易分離**、易活化再生、高溫穩定性好等。

3、固體酸鹼定義:

1)阿累尼烏斯酸鹼:

能在水溶液中給予質子的物質稱為酸;

能在水溶液中給予羥基離子的物質稱為鹼;

2)b酸鹼:

凡是能給出質子的物質稱為酸;

凡是能接受質子的物質稱為鹼;

3)l酸鹼:

電子對的受體,所謂酸;

電子對的供體,所謂鹼;

4、固體酸鹼催化劑分類:天然的、浸漬的、金屬氧化物、硫化物、金屬鹽類等;

5、固體酸鹼催化劑應用(催化反應):脫水、縮合、裂化、裂解、烷基化、異構化;

6、固體酸舉例:矽鋁酸鹽(天然黏土:高嶺土;無定形:矽酸鹽;結晶矽鋁酸鹽:分子篩);氧化物(al2o3、zno2);鹵化物、硫酸鹽等;

7、重要的固體酸鹼催化劑舉例:

鹼土金屬氧化物中的mgo、cao是典型的固體鹼催化劑;

alcl3、fecl3是典型的固體l酸催化劑;

η- al2o3、γ- al2o3 、復合催化劑;

8、固體超強酸定義:固體酸的強度若超過100%硫酸的強度或酸強度函式為-11.9,則稱之為超強酸。

9、固體超強鹼定義:是指鹼強度函式高於+26,則稱為超強鹼。

10、固體酸中心型別:b酸中心和l酸中心兩類,研究nh3和吡啶等鹼性物質在固體表面上吸附的紅外光譜可以作出這種區分。

11、酸強度是指給出質子的能力(b酸)或者接受電子對的能力(l酸)。酸強度表示酸與鹼作用的強度,是乙個相對量。

12、酸中心的酸強度測定方法?

答:1)氣態鹼吸附法(當氣態鹼分子吸附在固體酸中心上時,吸附在強酸中心上的比吸附在弱酸中心上更加穩定,也更難以脫附。當公升溫排氣脫附時,吸附弱的鹼分子首先排出,故根據不同溫度下排出的鹼量,可以得出酸強度和酸量。

常用的吸附的氣態鹼為nh3、吡啶、正丁胺);2)程式公升溫脫附法(tpd法)(氣態鹼吸附法已發展為程式公升溫脫附法,tpd法是將預先吸附了某種鹼的固體酸在等速公升溫並通入穩定流速載氣條件下,表面吸附的鹼到了一定的溫度範圍便脫附出來,在吸附柱後用色譜檢測器記錄描繪鹼脫附速率隨溫度變化的關係,得到tpd曲線。)

13、酸量的測定方法?

答:指示劑法、tpd法等。

14、酸鹼性的調節方法?

答:鍵強度、水作質子源、溫度變化;

15、常見的固體酸鹼催化劑酸鹼中心形成?

答:浸漬法可以得到b酸位、鹵化物可以提供l酸位、離子交換樹脂可以提供b酸鹼;

16、分子篩沸石:是指具有骨架型結構的矽酸鹽中的矽(si4+)被鋁(al3+)部分取代後形成的矽鋁酸鹽,它是一種水合晶體矽鋁酸鹽,化學通式為。

17、分子篩沸石的結構:

1)基本結構單元是矽氧四面體(sio4)和鋁氧四面體(alo4);

2)二級結構單元是矽氧四面體和鋁氧四面體通過氧原子(氧橋)聯結起來形成的環,由四個四面體形成乙個環就叫四元氧環。

3)**結構單元是各種不同的環通過氧橋相互聯接又可形成三維空間的多面體,各種多面體構成中空的籠,由籠進一步相互聯接形成分子篩。

18、分子篩沸石:a型分子篩、x,y型分子篩、絲光沸石型分子篩、高矽沸石z**型分子篩、八面沸石分子篩;

19、分子篩催化劑的催化作用特點:

1)表面酸鹼性質:分子篩中起電荷平衡的鈉被h+所取代而產生酸性。

2)靜電場效應:**金屬陽離子取代na+時,由於水合金屬離子作用,使得**金屬離子和分子篩結構之間存在著較強的電場,使吸附在上面的水極易被解離,產生h+酸性。

3)離子可交換特性:分子篩可以看作是由平衡電荷的金屬陽離子和起骨架作用的矽鋁氧陰離子構成,此時,陽離子容易被取代。

4)擇形作用:

第一,沸石分子篩規整均勻的孔口和孔道使得催化反應可以處於一種擇形的條件下進行,這就是所謂的擇形催化。第二,導致擇形選擇性的機理有兩種,一種是由空腔中參與反應的分子的擴散係數差別引起的,稱為質量傳遞選擇性;另一種是由催化反應過渡態空間限制引起的,稱為過渡態選擇性。

20、擇形催化有四種形式?

答:1)反應物擇形催化:只有直徑小於催化劑內孔徑的反應物分子才能進入催化劑孔腔內,在催化活性部分進行反應;2)產物擇形催化:

只有直徑小於催化劑內孔徑的產物分子才能從催化劑孔腔內擴散出來;3)過渡態限制擇形催化:某些反應物分子和產物分子需要內孔或籠腔較大的空間,才能形成相應的過渡態,促使反應發生;4)分子交通控制擇形催化:反應我分子從一種孔道進入,產物分子從另一種孔道擴算出去。

第一章催化作用與催化劑

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