文档介绍：沸石分子筛的催化作用特点
择形作用
离子可交换特性
表面酸碱性质
静电场效应
择形作用
沸石分子筛规正均匀的孔口和孔道使得催化反应可以处于一种择形的条件下进行。这就是所谓的择形催化。
例如,汽油的重整中,为提高汽油中异构烷烃的百分比,就可利用适当孔径的分子筛限制异构烷烃进入孔道,也就是说不让它们与分子筛的内表面接触,而正构烷烃却可自由出入,并在内表面的酸性中心上发生裂解反应而与异构烷烃分离。
反应物、产物择形性
限制过渡状态型选择性
分子通道控制选择性
离子交换特性
沸石分子筛由于结构中Si和Al的价数不一,造成的电荷不平衡必须由金属阳离子来平衡。
合成时都是引入钠离子,钠离子很容易被其他金属离子交换下来。由于金属离子在沸石分子筛骨架中占据不同的位置,所引起的催化性能也就不一样。通过离子交换,可以调节沸石分子筛晶体内的电场和表面酸度等参数。在制备催化剂时可以将金属离子直接交换到沸石分子筛上,也可以将交换上去的金属离子,还原为金属形态。这比用一般浸渍法所得的分散度要高得多。
离子交换中常用指标表征交换性能
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
离子交换特性的应用
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。
分子筛的表面酸碱特性
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。
表面酸性的一般规律
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。