催化作用原理第三章

1、固体酸的定义：是指具有Bronsted酸（质子酸）中心及Lewis酸中心的固体物质，固体酸中心和均相催化剂酸中心在本质上是一致的，但固体酸催化剂中还可能有碱中心参与协同作用。

2、固体酸的特点：这类固体酸催化剂具有易分离回收、易活化再生、高温稳定性好等。

3、固体酸碱定义：

1）阿累尼乌斯酸碱：

能在水溶液中给予质子的物质称为酸；

能在水溶液中给予羟基离子的物质称为碱；

2）B酸碱：

凡是能给出质子的物质称为酸；

凡是能接受质子的物质称为碱；

3）L酸碱：

电子对的受体，所谓酸；

电子对的供体，所谓碱；

4、固体酸碱催化剂分类：天然的、浸渍的、金属氧化物、硫化物、金属盐类等；

5、固体酸碱催化剂应用（催化反应）：脱水、缩合、裂化、裂解、烷基化、异构化；

6、固体酸举例：硅铝酸盐（天然黏土：高岭土；无定形：硅酸盐；结晶硅铝酸盐：分子筛）；氧化物（Al2O3、ZnO2）；卤化物、硫酸盐等；

7、重要的固体酸碱催化剂举例：

碱土金属氧化物中的MgO、CaO是典型的固体碱催化剂；

AlCl3、FeCl3是典型的固体L酸催化剂；

η- Al2O3、γ- Al2O3 、复合催化剂；

8、固体超强酸定义：固体酸的强度若超过100%硫酸的强度或酸强度函数为-11.9，则称之为超强酸。

9、固体超强碱定义：是指碱强度函数高于+26，则称为超强碱。

10、固体酸中心类型：B酸中心和L酸中心两类，研究NH3和吡啶等碱性物质在固体表面上吸附的红外光谱可以作出这种区分。

11、酸强度是指给出质子的能力（B酸）或者接受电子对的能力（L酸）。酸强度表示酸与碱作用的强度，是一个相对量。

12、酸中心的酸强度测定方法？

答：1）气态碱吸附法（当气态碱分子吸附在固体酸中心上时，吸附在强酸中心上的比吸附在弱酸中心上更加稳定，也更难以脱附。当升温排气脱附时，吸附弱的碱分子首先排出，故根据不同温度下排出的碱量，可以得出酸强度和酸量。常用的吸附的气态碱为NH3、吡啶、正丁胺）；2）程序升温脱附法（TPD法）（气态碱吸附法已发展为程序升温脱附法，TPD法是将预先吸附了某种碱的固体酸在等速升温并通入稳定流速载气条件下，表面吸附的碱到了一定的温度范围便脱附出来，在吸附柱后用色谱检测器记录描绘碱脱附速率随温度变化的关系，得到TPD曲线。）

13、酸量的测定方法？

答：指示剂法、TPD法等。

14、酸碱性的调节方法？

答：键强度、水作质子源、温度变化；

15、常见的固体酸碱催化剂酸碱中心形成？

答：浸渍法可以得到B酸位、卤化物可以提供L酸位、离子交换树脂可以提供B酸碱；16、分子筛沸石：是指具有骨架型结构的硅酸盐中的硅（Si4+）被铝（Al3+）部分取代后形

成的硅铝酸盐，它是一种水合晶体硅铝酸盐，化学通式为。

17、分子筛沸石的结构：

1）基本结构单元是硅氧四面体（SiO4）和铝氧四面体（AlO4）；

2）二级结构单元是硅氧四面体和铝氧四面体通过氧原子（氧桥）联结起来形成的环，由四个四面体形成一个环就叫四元氧环。

3）三级结构单元是各种不同的环通过氧桥相互联接又可形成三维空间的多面体，各种多面体构成中空的笼，由笼进一步相互联接形成分子筛。

18、分子筛沸石：A型分子筛、X,Y型分子筛、丝光沸石型分子筛、高硅沸石ZSM型分子筛、八面沸石分子筛；

19、分子筛催化剂的催化作用特点：

1）表面酸碱性质：分子筛中起电荷平衡的钠被H+所取代而产生酸性。

2）静电场效应：高价金属阳离子取代Na+时，由于水合金属离子作用，使得高价金属离子和分子筛结构之间存在着较强的电场，使吸附在上面的水极易被解离，产生H+酸性。

3）离子可交换特性：分子筛可以看作是由平衡电荷的金属阳离子和起骨架作用的硅铝氧阴离子构成，此时，阳离子容易被取代。

4）择形作用：

第一，沸石分子筛规整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。第二，导致择形选择性的机理有两种，一种是由空腔中参与反应的分子的扩散系数差别引起的，称为质量传递选择性；另一种是由催化反应过渡态空间限制引起的，称为过渡态选择性。

20、择形催化有四种形式？

答：1）反应物择形催化：只有直径小于催化剂内孔径的反应物分子才能进入催化剂孔腔内，在催化活性部分进行反应；2）产物择形催化：只有直径小于催化剂内孔径的产物分子才能从催化剂孔腔内扩散出来；3）过渡态限制择形催化：某些反应物分子和产物分子需要内孔或笼腔较大的空间，才能形成相应的过渡态，促使反应发生；4）分子交通控制择形催化：反应我分子从一种孔道进入，产物分子从另一种孔道扩算出去。