固体催化剂常用制备方法

Fsw第一章1催化剂和催化作用催化剂：是一种能够改变一个化学反应的反应速度，却不改变化学反应热力学平衡位置，本身在化学反应中不被明显地消耗的化学物质催化作用：是指催化剂对化学反应所施加的作用。

具体地说，催化作用是催化剂活性中心对反应物分子的激发与活化，使后者以很高的反应性能进行反应。

2催化剂性能指标：催化活性、选择性、产物收率、稳定性或寿命第二章1.吸附现象：当气体与清洁的固体表面接触时，在固体表面上气体的浓度高于气相．这种现象称为吸附现象。

被吸附的气体称为吸附质。

吸附气体的固体称为吸附剂。

吸附平衡：当吸附过程进行的速率与脱附过程进行的速率相等时，表面上气体的浓度维持不变，这样的状态。

2..3.化学吸附态：是指分子或原子在固体催化剂表面进行化学吸附时的化学状态、电子结构及几何构型。

4.画出Langmuir等温线，Langmuir的假设：1、吸附的表面是均匀的，各吸附中心的能量同构；2、吸附粒子间的相互作用可以忽略；3、吸附粒子与空的吸附中心碰撞才有可能被吸附，一个吸附粒子只占据一个吸附中心，吸附是单分子层的；4、在一定条件下，吸附速率与脱附速率相等，从而达到吸附平衡。

Langmuir吸附等温式：第三章1.比表面积：每克催化剂上具有的表面积称为比表面积2.BET理论的假设:1、吸附的表面是均匀的；2、吸附粒子间的相互作用可以忽略；3、多层吸附，各层间吸附与脱附建立动态平衡。

3.比孔容：每克催化剂颗粒内所有的体积总和称为比孔体积，或比孔容，以Vg表示。

4.孔隙率：催化剂的孔体积与整个颗粒体积的比，以θ表示。

5.中孔：中孔，指半径在(2—50)nm。

6.接触角：在液体和固体接触处，分别作液体表面和固体表面的切线，这两条切线在液体内的夹角称为接触角。

（会画）第四章1.多相催化反应过程分析:(1)反应物分子从气流中向催化剂表面和孔内扩散；(2)反应物分子在催化剂表面上吸附；(3)被吸附的反应物分子在催化剂表面上相互作用或与气相分子作用进行化学反应；(4)反应产物自催化剂表面脱附；(5)反应产物离开催化剂表面向催化剂周围的介质扩散。

固体超强酸催化剂超强酸是比100%的硫酸还要强的酸，其Hammett函数H0<-11.93(100%硫酸的H0为-11.93)，可分为固态和液态。

固体超强酸和液体超强酸相比，有容易与反应物分离，可重复使用，不腐蚀反应器，减少催化剂公害，催化剂有良好的选择性等优点。

在催化反应中，固体超强酸对烯烃双键异构化、醇脱水、烯烃烷基化、酸化、醋化等都显示出较高的活性。

这种催化剂不腐蚀设备，不污染环境，催化反应温度低，制备简便，有广泛的应用前景。

固体超强酸是近年来发展的一种新型催化材料，对许多化学反应有较好的催化活性、选择性及重复使用性能。

固体超强酸是近年来研究与开发的一种新型固体酸催化剂，随着人们对固体超强酸不断深入研究，催化剂的种类也从液体含卤素超强酸发展为无卤素固体超强酸、单组分固体超强酸、多组分复合固体超强酸。

无论是催化剂的制备、理论探索、结构表征，还是工业应用研究都有了新的发现，固体超强酸由于其特有的优点和广阔的工业应用前景，已受到国内外学者广泛关注，成为固体酸催化剂研究中的热点。

1. 催化性能1.1饱和烃的异构化反应饱和烃类分子如正丁烷、戊烷较稳定，不易发生反应。

如用100%硫酸作催化剂，室温下不会发生反应，但用SbF5SiO2-Al2O3固体超强酸却能使丁烷发生反应，主要产物为异丁烷。

nC5H12 SbF5SiO2-Al2O3 异戊烷1.2氧化反应SO42--Fe2O3能在室温下使丁烷异构化。

但在100℃以上用脉冲法进行反应时，只发生氧化反应但是，单用Fe2O3作催化剂，即使反应温度为300℃丁烷也不发生反应。

1.3阴离子聚合反应烷基乙烯基醚的聚合反应是阴离子聚合反应，可用烷基金属化合物或Ziegler型催化剂。

但是SO42--Fe2O3对此反应有极高的反应活性。

如异丁基乙烯基醚用SO42--Fe2O3作催化剂，在0℃能很快发生聚合反应。

甲基乙烯基醚和乙基乙烯基醚在该催化剂存在下以甲苯作稀释剂也能在低温（零度或零度以下）下高速聚合。

催化原理考试复习题一概念离子交换法:利用载体表面存在着可进行离子交换的离子,将活性组分通过离子间的变换而附载在载体上的方法。

化学键合法：通过化学键（离子键、共价键、配位键)把络合物催化剂与高分子载体相结合的过程.吸附法：利用载体对活性组分的吸附作用来制备负载型催化剂的方法。

超均匀共沉淀：是将沉淀分两步进行，首先制备盐溶液的悬浮层,并将这些悬浮层立即混合成为超饱和溶液，然后由超饱和溶液得到均匀沉淀。

二、填空1。

沉淀老化时，颗粒长大方法有：再凝结、凝聚2.正加法加料时，溶液的PH值由低到高3。

竞争吸附时，当反应由外扩散控制时，球形催化剂上活性组分的分布以蛋壳型为益，由动力学控制时，均匀型为益三、简答题1。

固体催化剂制备方法：①原料准备②催化剂（母体）的制备③成型④活化2。

催化剂制备可粗分为:干法和湿法干法包括热熔法、混碾法与喷涂法湿法包括胶凝法、沉淀法(共沉淀法，均匀沉淀法和超均匀沉淀法)、浸渍法、离子交换法、沥滤法.3。

催化剂在工业得到应用满足的条件★催化性能:具有良好的活性，选择性和稳定性★机械性能:有一定的机械强度,合适的形状,颗粒大小和分布★有一定的抗毒性能：最好能活化再生，使用寿命长★催化剂制备方面:要求原料能稳定供应,制备工艺能适合于大规模工业生产，环境友好，最好无”三废”污染。

4。

选择原料的基本原则：A原料中要包括催化剂所需要的全部组分,同时也要考虑到原料中的杂质能适合生产中的要求.B原料中不含对催化剂有害的成分，或对环境有污染的成分C来源充足，价格便宜D使用活性组分含量高，用量少的原料。

5。

催化剂组成的表示方法:固体催化剂…主催化剂，助催化剂,载体配合物催化剂～助催化剂和助催化剂酶催化剂：酶蛋白和辅酶6.金属溶解一般选用稀HNO3原因:★大多数金属(除Au，Pt）可溶解在硝酸中制成硝酸盐★NO3在加热时，能除去，不会使之留在催化剂中。

★节省原料角度，稀硝酸好★溶液制好后，还要加碱中和沉淀,所以过剩酸量越少越好。

2017年第36卷第7期 CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS·2497·化 工 进展聚离子液体固体酸催化剂的制备及催化甘油乙酰化性能张吕鸿，王瑞瑾，姜斌，孙永利，杨华伟（天津大学化工学院，天津 300072）摘要：通过自由基共聚，质子化及离子交换两步法合成聚咪唑基离子液体固体酸催化剂（PILs ）。

采用傅里叶红外光谱（FTIR ）、扫描电镜（SEM ）、透射电镜（TEM ）、X 射线光电子能谱分析（XPS ）、热重分析（TGA ）、元素分析和电位滴定的方法对该催化剂的结构和性能进行了表征。

结果表明该催化剂具有层状结构、良好的热稳定性和较高的质子酸浓度，并在不加入带水剂的条件下，考察了该聚离子液体固体酸催化剂对甘油乙酰化反应的催化作用。

结果表明该PILs 固体酸催化剂具有良好的选择催化活性，在酸醇摩尔比为6∶1、催化剂用量4%（质量分数）、120℃、4h 的最优条件下，甘油转化率达98.2%，单乙酸甘油酯的选择性为11.6%，二乙酸甘油酯和三乙酸甘油酯的总选择性高达88.4%，优于Amberlyst-15的催化效果。

该催化剂易回收，具有良好的水热稳定性，且重复使用4次经再生后仍能保持良好的选择催化活性。

关键词：催化剂；聚合；离子液体；选择性；甘油；乙酰化中图分类号：TQ032.4 文献标志码：A 文章编号：1000–6613（2017）07–2497–07 DOI ：10.16085/j.issn.1000-6613.2017-0104Synthesis of poly(ionic liquid)s solid acid catalyst and its catalyticperformance in glycerol acetylationZHANG LÜhong ，WANG Ruijin ，JIANG Bin ，SUN Yongli ，YANG Huawei（School of Chemical Engineering and Technology ，Tianjin University ，Tianjin 300072，China ）Abstract ： A functional poly(ionic liquid)s （PILs ）solid acid catalyst was prepared through free radical copolymerization of ionic liquids precursor and the subsequent protonation and ion-exchange with concentrated sulfuric acid. The as-prepared acidic catalyst was characterized by FTIR ，SEM ，TEM ，XPS ，TGA ，elemental analysis and potentiometric titration. It was found that the acid PILs had a multi-layer microstructure with favorable thermal stability and high Brønsted acid site density. Its performance was evaluated in the acetylation of glycerol without any water-carrying agent. It exhibited high catalytic activity and selectivity. Glycerol conversion of 98.2%，monoacetin selectivity of 11.6% and total diacetin and triacetin selectivity of 88.4% were obtained under the optimum reaction conditions of n (acetic acid)∶n (glycerol) =6，catalyst dosage=4% of glycerol ，120℃，4h. The catalytic performance was better than that using Amberlyst-15. The PILs solid acid catalyst was easily recovered and had good hydrothermal stability. A further exchanging of used PILs with H 2SO 4 could make the catalyst restore its catalytic performance and it could be reused for 4 times.Key words ：catalyst ；polymerization ；ionic liquids ；selectivity ；glycerol ；acetylation生物柴油作为一种绿色可再生替代能源得到了国内外的广泛关注[1-2]，其合成过程伴随着副产物甘油的积累[3]。