文档介绍：第五章固体酸碱催化剂与催化作用
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(1) B酸(Brönsted酸):凡是能够给出质子的物质都酸,凡是能够接受质子的物质都是碱,分别称为B酸与B碱。
(2) L酸(Lewis酸)
凡是可以接受电子对的物质称为酸,凡是可以给出电子对的物质称为碱,分别称为L酸与L碱。
固体酸:高岭土、酸性白土、分子筛、氧化锌、硫酸镍等。
固体碱:氧化镁、碳酸钡、浸渍了KOH的硅胶和铝胶等。
(1)酸的类型
红外光谱法吸附氨或吡啶区分B酸与L酸
例:HZSM-5沸石, 773K 时B酸引起的吸收峰在红外谱图 3600cm-1处(~16μm,或4000~625cm-1)。样品经773K处理,吸附吡啶后,在1550 cm-1处有吸收峰,表明B酸与吡啶结合。
样品经1073K处理,吸附吡啶后,由于发生了脱羟基作用,1550cm-1处吸收峰强度减弱,在1455cm-1处出现强吸收峰,这是L酸强度增加的表现。
(2)酸强度的测定
酸强度定义为:用碱指示剂测酸,不同指示剂接受质子的能力不同,pKa值不同,通过测定pKa得各种酸的强度,通常以Hammett函数H0表示。
酸强度测定方法如下:
①指示剂吸附显色法:根据指示剂在不同pH值范围内变色的原理进行测定。
②气态碱性物质脱附法:根据酸愈强,碱性物质脱附愈难的原理进行测定
③量热法:根据与碱性物质作用,酸愈强放热量愈大的原理测定
酸越强,pKa越小,则H0越小。100%浓硫酸的H0=-,H0<-,称为超强酸。TiO2-SO42-、ZrO2-SO42-、Fe2O3-SO42-均为超强酸。
(3)酸量及测量
酸量:单位表面积(或单位质量)所含酸物质的量,单位为mmol/m2(或mmol/g)。固体酸表面强度一般是不均匀的,酸量对酸强度有一个分布。
酸量的测定方法:非水溶剂碱滴定法,碱性气体的吸附与解吸法,碱中毒法与红外光谱法等
碱滴定法:固体酸粉末悬浮于苯(非极性)溶液中,加入指示剂,用正丁***滴定,使用不同pKa值的指示剂,测定各种酸的酸量
§、结构与性质
(1)硅铝酸盐:天然粘土、合成与半合成无定形硅酸盐、合成的结晶硅酸盐;
(2)氧化物:单组分:Al2O3、ZnO、SiO2等;多组分:Al2O3-SiO2,SiO2-MgO,SiO2-ZnO,Cr2O3- Al2O3等;
(3)硫酸盐:CaSO4、NiSO4、MnSO4、CuSO4、CoSO4、ZnSO4、SrSO4等;
(4)卤化物:HgCl2、ZnCl2,CuCl2,AlCl3,FeCl3,SnCl2等;
(5)杂多酸:如H3(PW12O40)·xH2O,H3(PMo12O40)·xH2O,H4(SiW12O40)·xH2O等;
(6)负载酸:将液体酸浸附在载体上,制成固体酸催化剂,载体可用硅藻土、硅酸、氧化铝等,酸可用硫酸、磷酸、硼酸、丙二酸等。