文档介绍：Seminar II
杂多酸(盐)及其催化
NATURAL GAS UTILIZATION AND APPLIED CATALYSIS LABORATORY
杂多酸催化剂的应用进展
杂多酸催化剂的制备进展
杂多酸的结构和特性
内容
结论与展望
NATURAL GAS UTILIZATION AND APPLIED CATALYSIS LABORATORY
杂多酸的结构和特性
1
近年来,杂多酸(盐)作为有机合成和石油化工中的催化剂已经愈来愈受到人们的关注。它具有结构确定的优点。既有配合物和金属氧化物的结构特征,又有酸性和氧化还原性能;既可作为均相或多相催化剂,又可作为能同时传递质子和电子的双功能催化剂。在某些反应中,它的催化活性和选择性超过复合氧化物和分子筛。
1826年
丙烯水合
1972年
“分析器件”
发现
应用
结构
1934年
21世纪
新阶段
精细化学品的催化合成:多酸化合物及其催化,[俄]科热夫尼科夫著,2005,2
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杂多酸的
构型
1
4
2
3
5
Waugh
1:9
Keggin
1:12
Wells-Dawson
2:18
Dexter-Silverton
1:12
Anderson-Evans
1:6
杂多酸的结构和特性
1
Applied Catalysis A: General 256 (2003) 51–68
键
多面体
空间装配
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HPA
杂多阴离子
反荷离子
结晶水
杂多酸的结构和特性
1
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杂多酸催化剂的制备进展
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类型
注释
实例
表面型
体相型(Ⅰ)
体相型(Ⅱ)
普通类型,反应发生在表面上,速度∝表面积
假液相反应,反应物被吸收在固体体相内,并在体相内反应,速度∝体积(质量)
反应主要发生在表面,但通过氧化还原载体的扩散,体相内也进行反应,速度∝体积(质量)
醛及CO的氧化反应
低温下醇脱水反应
脱氢氧化及氢的氧化反应
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杂多酸的结构和特性
1
Concept
Tex
Text
Text
Text
Text
具有确定的Keggin等结构
1
具有酸性和氧化性
2
独立的反应场所
3
具有独特的配位能力
4
表面具有离子交换性
杂多化酸独特的组成和结构,赋予它一系列的优点,
主要特性如下:
5
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杂多酸催化剂的制备进展
2
杂多酸制备近期的研究方向是开发新的合成方法,其中包括在水中和非水溶剂中的合成,在杂多酸中引入有机官能团和金属有机官能团,杂多酸的负载及原位合成分子筛杂多酸复合物
X-射线衍射法
二级结构或三级结构
红外光谱
一级结构
核磁共振
多原子化学环境相同
电子自旋共振
顺磁金属
极谱
溶液
杂多酸的表征
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杂多酸催化剂的制备进展
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杂多酸催化剂有三种形式:杂多酸、杂多酸盐(酸式盐)、
固载化的杂多酸(盐)
Catalysis Today 55 (2000) 117–124
1
2
杂多酸盐
(酸式盐)
Applied Catalysis A:General 270(2004)101-111
杂多酸
3
固载化
杂多酸
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杂多酸催化剂的制备进展
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负载型杂多酸复合物合成的一般原理。杂多酸与载体表面之间的相互作用基本属于酸碱反应。载体表面的酸碱性质是杂多酸在其表面牢固程度的主要影响因素。
当载体表面呈碱性时,作用机理为:
MOH ( s) +H+ ( aq) MOH2+ ( s)
MOH2 + ( s) + [ HPA ]-( aq) M (HPA ) ( s) +H2O ( l)
当载体表面羟基呈酸性时,作用机理为: