第3章_酸碱催化剂及其催化作用111.ppt

离子交换度(简称交换度)：这是指交换下来的钠离子占沸石分子筛中原有钠离子的百分数 交换容量：定义为100g沸石分子筛可以交换的阳离子摩尔数 残钠量：指交换后在沸石分子筛中尚存的钠含量 离子交换中常用指标表征交换性能 * * 3.5 沸石分子筛催化剂及其催化作用 利用沸石分子筛的离子交换特性，可以制备性能良好的所谓双功能催化剂。 例如，将Ni2+，Pt2+，Pd2+等交换到分子筛上并还原成为金属。这些金属将处于高度分散状态，就形成了一个很好的汽油选择重整双功能催化剂。 离子交换特性的应用 * * 3.5 沸石分子筛催化剂及其催化作用 固体表面的酸碱性是涉及催化性能的本质所在。像硅酸铝一样，沸石分子筛在催化中的最初应用几乎全是利用其表面的酸性质。 实验事实证实沸石分子筛的固体酸性表面与沸石分子筛类型、阳离子性质等有关 。 分子筛的表面酸碱特性 * * 3.5 沸石分子筛催化剂及其催化作用 碱金属(IA族)沸石分子筛几乎没有酸性 二价、多价和脱阳离子(氢型)沸石分子筛的酸性不一样，其中氢型的为最大 红外光谱所证实的两种类型酸的比例随沸石分子筛而异 。 表面酸性的一般规律 * * 3.5 沸石分子筛催化剂及其催化作用 1、沸石分子筛酸中心的形成和催化机理 合成的NaY型沸石分子筛在NH4Cl溶液中进行离子交换； 然后加热脱氨即可变成HY沸石分子筛。 由于氨的逸出在骨架中的铝氧四面体上就留下一个质子酸，这是B酸的来源。 脱阳离子型沸石分子筛表面酸性形成的机理 * * 3.5 沸石分子筛催化剂及其催化作用 3合成表面活性剂 表面活性剂具有起泡、消泡、乳化、分散、增溶、洗涤、润湿等作用。 硬脂酸聚乙二醇400单酯（PEGMS） 非离子型表面活性剂（ SO42-/ZrO2） 烷基葡萄糖苷（APG）绿色非离子型表面活性剂广泛用于化妆品、洗涤剂医药领域（SO42- /Al2O3） 氨基酸表面活性剂（氨基酸月桂酯） （SnCl4/C） * * 精细化工 3.4 酸碱催化作用及其催化机理 4在合成涂料中应用 乙二醇单乙醚乙酯作为皮革粘结剂油漆剥离剂（SO42-/TiO2） 丙烯酸丁酯用于表面涂料，粘合剂，密封剂，皮革处理剂（SO42-/TiO2） 甲基丙烯酸异丁酯是耐酸耐碱性涂料的基料SO42-/ZrO2-TiO2 * * 精细化工 3.4 酸碱催化作用及其催化机理 沸石(zeolite) 的晶体具有许多大小相同的空腔； 空腔之间又有许多直径相同的微孔相连，形成均匀的、尺寸大小为分子直径数量级的孔道； 因不同孔径的沸石就能筛分大小不一的分子，故又得名为分子筛(mo1ecular sieve)。 引言 * * 3.5 沸石分子筛催化剂及其催化作用 分子筛是一种固体酸，它在许多酸催化反应中，能够提供很高的热稳定性,催化活性和选择性，在炼油和石油化工工业上得到了广泛的应用。 例如，催化裂比、加氢裂解、异构化、重整、歧化和烷基转移等反应。 分子筛在催化领域中应用 * * 3.5 沸石分子筛催化剂及其催化作用 1756年发现第一个天然沸石－辉沸石 1954年沸石的人工合成工业化 在化学工业中作为吸附剂，广泛用于干燥、净化、或分离气体及液体。 1960年代开始用作催化剂和催化剂载体 常用的有A型、X型、Y型、M型和ZSM型等 分子筛的发展历程 * * 3.5 沸石分子筛催化剂及其催化作用 用研究工作者第一次发表提出的一个或者几个字母来命名。如A型、X型、Y型、ZSM型等； 用离子交换法制得不同型号的分子筛，以离子命名如NaA (钠A)型、KA (钾A)型、CaA (钙A)型，商业上又用4A、3A、5A的牌号来表示。 用相应的天然沸石矿物名称来命名，如M型又可称为丝光沸石型，Y型又可称为八面拂石型； 当合成分子筛中Si和Al被其他原子取代时，就用取代原子命名，如P-L型就是磷原子取代了L型沸石分子筛中的部分Si。 沸石分子筛的命名 * * 3.5 沸石分子筛催化剂及其催化作用 6.2 分子筛催化剂 1.分子筛的概念 分子筛是结晶型的硅铝酸盐，具有均匀的孔隙结构。分子筛中含有大量的结晶水，加热时可汽化除去，故又称沸石。自然界存在的常称沸石，人工合成的称为分子筛。它们的化学组成可表示为 Mx/n[(AlO2)x?(SiO2)y] ?ZH2O 式中M是金属阳离子，n是它的价数，x是AlO2的分子数，y是SiO2分子数，Z是水分子数，因为AlO2带负电荷，金属阳离子的存在可使分子筛保持电中性。当金属离子的化合价n = 1时，M的原子数等于Al的原子数；若n = 2，M的原子数为Al原子数的一半。 沸石分子筛是结晶硅铝酸盐，其化学组成实验式可表示为：