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固体磷酸催化剂知识介绍

    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。   性质  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