绿色化学—催化剂1
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固体酸催化剂 固体碱催化剂
生物催化剂
1、固体酸催化剂
定义：将液体酸附载于固体载体上， 催化功能来源于固体表面上存在的具 有催化活性的酸性部位（即酸中心）。 酸催化工艺在化学生产过程中占有 重要地位。传统催化剂重要是硫酸、 磷酸、氢氟酸及无水三氯化铝等，他 们腐蚀性强，后处理复杂，污染严重， 不能满足环保的要求。这就迫切需求 研究固体酸取代他们。
特点：
催化剂只能实现热力学上可以发生的反应 催化剂只能缩短或延长到达平衡的时间，
而不能改变转化率 催化剂具有选择性 催化剂是第一步的反应物，最后一步的产 物，即经过一次化学循环后又恢复到原来的 组成 处理后可多次反复使用 加入少量
催化剂定义
能改变反应速率，而本身的组成、 质量和化学性质在反应前后均不发生 变化的物质叫做催化剂。 加快反应的为正催化剂，减慢反应 的为负催化剂。
大型合成氨催化剂系列 高效络合催化剂 固体催化剂的工业应用 分子筛催化剂的工业应用 环境保护催化剂的工业应用 生物催化剂的工业应用
中国催化剂工业的发展
萌芽时期（20世纪以前）
催化剂工业发展史与工业催化过程的开 发及演变有密切关系。1740年英国医生J.沃 德在伦敦附近建立了一座燃烧硫磺和硝石制 硫酸的工厂，1746年英国J.罗巴克建立了铅 室反应器，生产过程中由硝石产生的氧化氮 实际上是一种气态的催化剂，这是利用催化 技术从事工业规模生产的开端。
二、 催 化 剂 大发展时期 （20世纪30～ 发 60年代） 规模 展 扩大品种增加 阶 更新换代时期 段 （20世纪70～
80年代）
萌芽时期（20世纪 金属催化剂 以前） 奠基时期（20世 氧化物催化剂 液态催化剂 纪初）
有机金属催化剂 选择性催化剂 加氢精制催化剂
分子筛催化剂
(2)烷基化反应 这类反应常采用AlCl3、BF3、 H2SO4等均相催化剂及SiO2-A12O3、合 成沸石等多相催化剂。而以后者作催 化剂时往往需要高温(200~300℃)及加 压(1.0-2.2MPa)的条件，如以固体超强 酸作催化剂时，却可在常温下进行反 应。
(3)催化苯环上的反应 苯环上的亲电子取代反应需要Lewis 酸作为催化剂；固体超强酸大多数为 Lewis酸，因而均可催化苯环上的亲电 子取代反应。如全氟磺酸树脂可以高 效地催化苯环上的甲酰化、烷基化、 甲基化和醚化等反应。
杂多酸的催化性能 （1）HPA的酸性 HPA环境友好，并具有低温高活性、 热稳定性好等优点及其独特的“假液 相”行为，从而具有更强的生命力。 由于HPA阴离子体积大，对称性好， 电荷密度低的缘故，表现为比较传统 的无机含氧酸更强的B酸性。
（2）杂多酸的氧化还原性 HPA 不 仅具有超然的强酸性，还兼具氧化还原 性。其阴离子在获得6个或更多电子结 构是不被破坏。其氧化能力强弱由杂原 子和多原子共同决定，多原子的影响较 大。可以引入过渡金属，以调变其氧化 性。
———绿色催化剂
目录
一、催化剂基本知识 二、催化剂发展状况 三、绿色催化剂的种类
一、催化剂基本知识
催化剂（Catalyst）作用 降低反应活化能
有选择地加快化学反应速率
改变化学反应历程 应用范围
催化剂是化学工艺的基础，是许多化学反应 实现工业应用的关键。目前大多数化工产品的生产 ，均采用了催化反应技术，据统计，约 85% 化学品 是通过催化工艺生产的，新的化工过程有 80% 以上 是依靠催化技术来完成的。
特点：
①可通过杂多酸组成原子的改变来调变其 酸性和氧化还原性； ②一些杂多酸化合物表现出准液相行为， 因而具有一些独特的性质； ③结构确定，兼具一般配合物和金属氧化 物的主要结构特征，热稳定性较好，且在 低温下存在较高活性； ④它是一种环境友好的催化剂 。
杂多酸化合物的主要物理性质：
（1）溶解性
（X、Y型）、高硅（ZSM-5型）和全 硅。 其中A型:钾A(3A),钠A(4A),钙A(5A), X型:钙X(10X),钠X(13X)，Y型:钠Y, 钙Y 按骨架元素组成可分为硅铝类分子筛、 磷铝类分子筛和骨架杂原子分子筛
A型沸石的骨架结构图
ZSM-5型沸石的骨架结构图
X（或Y）型沸石的骨架结构图
杂多酸是很强的质子酸。杂多酸酸性强度可 用以下方法来调控: （1）调整杂多酸负离子的组成元素。 （2）部分中和，形成酸性盐。 （3）形成不同金属正离子的酸性盐。 （4）形成有机碱的鎓盐。 （5）固载在不同的载体上。固载型杂多酸的酸 强度和催化活性取决于载体的类型、固载量和 预处理条件，最常用的载体是SiO2。
3A分子筛
13X分子筛
分子筛的催化反应：
1）沸石分子筛上的择形反应 由于沸石具有小而均一的通道，大 多数活性中心都位于这些孔道内部。 因此，催化反应的选择性取决于参加 反应的分子与空口的相对大小。这种 形状选择性称为反应物选择性。
2）对苯二酚的合成 传统合成方法：
HNO3 H2SO4
NO2
Fe/HCl
目前研究较多的固体酸有如下几种：
沸石分子筛
杂多酸催化剂
超强酸
离子交换树脂
⑴ 沸石分子筛 沸石分子筛是由 SiO4 或 AlO4 四面体 连接成的三维骨架所构成。 Al 或 Si 原子 位于每一个四面体的中心，相邻的四面 体通过顶角氧原子相连。
M2/nO· Al2O3· mSiO2· pH2O
更新换代时期
（20世纪70~80年代）
在这一阶段，高效率的络合催化剂
相继问世；为了节能而发展了低压作 业的催化剂；固体催化剂的造型渐趋 多样化；出现了新型分子筛催化剂； 开始大规模生产环境保护催化剂；生 物催化剂受到重视。
1、高效络合催化剂
60年代，曾用钴络合物为催化剂生产。1970 年左右孟山都公司开发了低压法甲醇羰基化过 程，使用选择性很高的铑络合物催化剂。后来 又开发了膦配位基改性的铑络合物催化剂，用 于从丙烯氢甲酰化制丁醛。这种催化剂与原有 的钴络合物催化剂比较，具有很高的正构醛选 择性，而且操作压力低。
2、分子筛催化剂的工业应用
70年代初期，出现了用于二甲苯异构化的分 子筛催化剂，代替以往的铂/氧化铝；开发了甲苯 歧化用的丝光沸石(M-分子筛)催化剂。70 年代末 期开发了用于苯烷基化制乙苯的ZSM-5分子筛催 化剂，取代以往的三氯化铝。80年代初，开发了 从甲醇合成汽油的ZSM-5分子筛催化剂。在开发 资源、 发展碳一化学中，分子筛催化剂将有重要 作用。
CH3CH2CHCH3
OH
Cat ຫໍສະໝຸດ BaiduH2
O
CH3CH2CCH3
新方法：
CH3CH2CH=CH2 + 1/2 O2
Pd/杂多酸
O
CH3CH2CCH3
⑶ 、超强酸
定义：固体酸的强度超过 100%H2SO4的酸强度，即为超强 酸。 用Hammett酸强度函数表示时： 100%H2SO4 H0=-11.9 超强酸 H0<-11.9
杂多酸易溶于水和低碳醇等含氧有机溶 剂。由Li+, Na+等小体积抗衡离子形成的杂 多酸易溶于水，由K+, NH4+等大体积抗衡离 子形成的杂多酸难溶于水。
由大体积有机正离子（如四丁基铵正离 子）形成的鎓盐不溶于水，但能溶于有机溶 剂。
（2）热稳定性 杂多酸化合物的热分解是一个复杂 的过程。如H3 [PW12O40]的水合物在加 热时，在100 oC以下先失去结晶水，在 100-280 oC再失去通过氢键与质子结合 的水，最后在370-600 oC失去所有的质 子，变成WO3和P2O5。造成分解，失去 催化活性。典型的分解温度：465 oC。
3）付氏酰基化反应
⑵ 杂多酸催化剂
定义：
由杂原子（如P、Si、Fe、Co 等）和配 位原子（即多原子，如Mo、W、V、Nb、Ta 等）按一定的结构通过氧原子配位桥联组成 的一类含氧多酸或为多氧簇金属配合物，常 用HPA 表示。
分类：
杂多酸催化剂有两种存在形式即纯杂多酸 和负载型杂多酸。
分子筛共同特征
只吸附分子直径小且能通过均匀细孔
的物质 优先吸附H2O、H2S、NH3等极性物质， 吸湿性好 对不饱和度高的物质，有选择性吸附 当被吸收物质的浓度（分压）很低时， 仍显示足够大的吸附能力 通过阳离子交换，可以改善分子筛的 性能
分类：
按硅铝比分：分为低硅（A型）、中硅
NH2
O
OH
MnO2 H2SO4
O
Fe/HCl
OH
缺点: 步骤多, 生成大量的盐副产物， 还要多次使用硫酸、盐酸等有腐蚀性的 物质。
新的环境友好方法：
CH(CH3)2 H3C CH3 COOH OH
CH3-CH=CH2
CH(CH3)2
O2 Cat
COOH H3C CH3
H+
OH
优点: 新方法虽然也不是原子经济的反应， 但由于反应步骤减少，且只有最后一步会有 副产物生成，其对环境的友好程度已大大优 于传统方法。
固体超强酸的失活
①表面促进剂SO42-流失 酯化、脱水、 醚化过程中有水或水蒸气存在 ②催化剂表面吸附、脱附及表面反应 或积碳 ③体系中有毒物 ④促进剂被还原 S从+6价降至+4价， 使硫的电负性显著下降，配位方式变 化，导致酸强度减小而失活。
固体超强酸载体的改性
表面积，增加酸量、酸的种类，增强抗毒物 的能力。 ①其他金属或金属氧化物改性 如Al、 Al2O3、MoO3，金属氧化物的电负性和配 位数对与促进剂SO42-形成的配位结构有很大 影响有单配位、螯合双配位和桥式配位几种 形式，能产生较强的L酸和B酸中心。
催化剂应有较好的活性及选择性。
绿色催化剂定义
绿色化学它对化学反应的要求是： ①采用无毒、无害的原料； ②在无毒无害及温和的条件下进行； ③反应必须具有高效的选择性； ④产品应是环境友好的。 这四点要求之中有两点涉及到催化剂， 人们将这类催化反应称为绿色催化反应， 其使用的催化剂也就称为绿色催化剂。
绿色化学工艺对催化剂提出的要求
考察角度——环境友好和经济性 环境友好要求
催化剂自身应该是无毒的。催化剂构成材料应 该是环境友好的，特别杜绝催化剂在高温下分解 ，产生有毒气体； 催化剂所涉及的反应原料和反应产物应该是无 毒的。原料无毒容易实现，但反应副产物产生不 可避免，要求副产物无毒；
催化反应的后序分离过程也无毒。如萃取 操作萃取剂加入。 经济性要求 催化剂自身的制造成本低，应由非金属 构成，催化剂制造工序简单； 催化剂具有良好的操作特性。有好的稳 定性和使用寿命。防止使用 过程分解变性 ，增强其抗毒性；
3、环境保护催化剂的工业应用
1975年美国杜邦公司生产汽车排气净化催化
剂，采用的是铂催化剂，铂用量巨大， 1979年占
美国用铂总量的57％，达23.33t。目前，环保催
化剂与化工催化剂（包括合成材料、有机合成和 合成氨等生产过程中用的催化剂）和石油炼制催 化剂并列为催化剂工业中的三大领域。
三、绿色催化剂的分类
SO42-较易流失，通过改性，提供适合的比
②稀土元素改性 提高促进剂的稳定性 ，使之不易流失。 ③纳米技术改性 具有高的表面原子密 度和高的比表面积。 ④分子筛改性 超强酸负载在分子 筛上，具有分子筛的高比面积、均匀 规整的孔结构、热稳定性和超强酸的 强酸性。
固体超强酸的应用
(1)烃类异构化 丁烷、戊烷等饱和烃，即使用100％硫 酸或SiO2-A12O3作催化剂，在室温下也 不发生反应，而用固体超强酸作催化剂 ，在室温下就可引起反应。使用SbP5A12O3作催化剂时，丁烷异构化主要生成 异丁烷，其选择性达80％~90％。
超强酸分类
固体本身型 负载型
例：TiO2-SO42-
H-ZSM-5
例：SbF5/SiO2-Al2O3 含卤素型 活性高，稳定性较差，原 料价格高，有腐蚀性 不含卤素型 以SO42-为促进剂的锆系（ SO42-/ZrO2）、钛系、铁系（SO42-/Fe3O4）以 金属氧化物为促进剂，如WO3/Fe3O4等
杂多酸催化剂的应用：
（1）液相酸催化反应，如异丁烯水合反应。
（2）多相酸催化反应，如醇类脱水，异构化反
应。
（3）多相氧化反应，如异丁醛一步氧化制甲基
丙烯酸。
（4）液相催化反应，如芳烃液相氧化。
例 丁酮的制备 常规的方法：
CH3CH2CH=CH2
H2SO4
CH3CH2CHCH3 OSO2OH
H2O -H2SO4
生物催化剂
1、固体酸催化剂
定义：将液体酸附载于固体载体上， 催化功能来源于固体表面上存在的具 有催化活性的酸性部位（即酸中心）。 酸催化工艺在化学生产过程中占有 重要地位。传统催化剂重要是硫酸、 磷酸、氢氟酸及无水三氯化铝等，他 们腐蚀性强，后处理复杂，污染严重， 不能满足环保的要求。这就迫切需求 研究固体酸取代他们。
特点：
催化剂只能实现热力学上可以发生的反应 催化剂只能缩短或延长到达平衡的时间，
而不能改变转化率 催化剂具有选择性 催化剂是第一步的反应物，最后一步的产 物，即经过一次化学循环后又恢复到原来的 组成 处理后可多次反复使用 加入少量
催化剂定义
能改变反应速率，而本身的组成、 质量和化学性质在反应前后均不发生 变化的物质叫做催化剂。 加快反应的为正催化剂，减慢反应 的为负催化剂。
大型合成氨催化剂系列 高效络合催化剂 固体催化剂的工业应用 分子筛催化剂的工业应用 环境保护催化剂的工业应用 生物催化剂的工业应用
中国催化剂工业的发展
萌芽时期（20世纪以前）
催化剂工业发展史与工业催化过程的开 发及演变有密切关系。1740年英国医生J.沃 德在伦敦附近建立了一座燃烧硫磺和硝石制 硫酸的工厂，1746年英国J.罗巴克建立了铅 室反应器，生产过程中由硝石产生的氧化氮 实际上是一种气态的催化剂，这是利用催化 技术从事工业规模生产的开端。
二、 催 化 剂 大发展时期 （20世纪30～ 发 60年代） 规模 展 扩大品种增加 阶 更新换代时期 段 （20世纪70～
80年代）
萌芽时期（20世纪 金属催化剂 以前） 奠基时期（20世 氧化物催化剂 液态催化剂 纪初）
有机金属催化剂 选择性催化剂 加氢精制催化剂
分子筛催化剂
(2)烷基化反应 这类反应常采用AlCl3、BF3、 H2SO4等均相催化剂及SiO2-A12O3、合 成沸石等多相催化剂。而以后者作催 化剂时往往需要高温(200~300℃)及加 压(1.0-2.2MPa)的条件，如以固体超强 酸作催化剂时，却可在常温下进行反 应。
(3)催化苯环上的反应 苯环上的亲电子取代反应需要Lewis 酸作为催化剂；固体超强酸大多数为 Lewis酸，因而均可催化苯环上的亲电 子取代反应。如全氟磺酸树脂可以高 效地催化苯环上的甲酰化、烷基化、 甲基化和醚化等反应。
杂多酸的催化性能 （1）HPA的酸性 HPA环境友好，并具有低温高活性、 热稳定性好等优点及其独特的“假液 相”行为，从而具有更强的生命力。 由于HPA阴离子体积大，对称性好， 电荷密度低的缘故，表现为比较传统 的无机含氧酸更强的B酸性。
（2）杂多酸的氧化还原性 HPA 不 仅具有超然的强酸性，还兼具氧化还原 性。其阴离子在获得6个或更多电子结 构是不被破坏。其氧化能力强弱由杂原 子和多原子共同决定，多原子的影响较 大。可以引入过渡金属，以调变其氧化 性。
———绿色催化剂
目录
一、催化剂基本知识 二、催化剂发展状况 三、绿色催化剂的种类
一、催化剂基本知识
催化剂（Catalyst）作用 降低反应活化能
有选择地加快化学反应速率
改变化学反应历程 应用范围
催化剂是化学工艺的基础，是许多化学反应 实现工业应用的关键。目前大多数化工产品的生产 ，均采用了催化反应技术，据统计，约 85% 化学品 是通过催化工艺生产的，新的化工过程有 80% 以上 是依靠催化技术来完成的。
特点：
①可通过杂多酸组成原子的改变来调变其 酸性和氧化还原性； ②一些杂多酸化合物表现出准液相行为， 因而具有一些独特的性质； ③结构确定，兼具一般配合物和金属氧化 物的主要结构特征，热稳定性较好，且在 低温下存在较高活性； ④它是一种环境友好的催化剂 。
杂多酸化合物的主要物理性质：
（1）溶解性
（X、Y型）、高硅（ZSM-5型）和全 硅。 其中A型:钾A(3A),钠A(4A),钙A(5A), X型:钙X(10X),钠X(13X)，Y型:钠Y, 钙Y 按骨架元素组成可分为硅铝类分子筛、 磷铝类分子筛和骨架杂原子分子筛
A型沸石的骨架结构图
ZSM-5型沸石的骨架结构图
X（或Y）型沸石的骨架结构图
杂多酸是很强的质子酸。杂多酸酸性强度可 用以下方法来调控: （1）调整杂多酸负离子的组成元素。 （2）部分中和，形成酸性盐。 （3）形成不同金属正离子的酸性盐。 （4）形成有机碱的鎓盐。 （5）固载在不同的载体上。固载型杂多酸的酸 强度和催化活性取决于载体的类型、固载量和 预处理条件，最常用的载体是SiO2。
3A分子筛
13X分子筛
分子筛的催化反应：
1）沸石分子筛上的择形反应 由于沸石具有小而均一的通道，大 多数活性中心都位于这些孔道内部。 因此，催化反应的选择性取决于参加 反应的分子与空口的相对大小。这种 形状选择性称为反应物选择性。
2）对苯二酚的合成 传统合成方法：
HNO3 H2SO4
NO2
Fe/HCl
目前研究较多的固体酸有如下几种：
沸石分子筛
杂多酸催化剂
超强酸
离子交换树脂
⑴ 沸石分子筛 沸石分子筛是由 SiO4 或 AlO4 四面体 连接成的三维骨架所构成。 Al 或 Si 原子 位于每一个四面体的中心，相邻的四面 体通过顶角氧原子相连。
M2/nO· Al2O3· mSiO2· pH2O
更新换代时期
（20世纪70~80年代）
在这一阶段，高效率的络合催化剂
相继问世；为了节能而发展了低压作 业的催化剂；固体催化剂的造型渐趋 多样化；出现了新型分子筛催化剂； 开始大规模生产环境保护催化剂；生 物催化剂受到重视。
1、高效络合催化剂
60年代，曾用钴络合物为催化剂生产。1970 年左右孟山都公司开发了低压法甲醇羰基化过 程，使用选择性很高的铑络合物催化剂。后来 又开发了膦配位基改性的铑络合物催化剂，用 于从丙烯氢甲酰化制丁醛。这种催化剂与原有 的钴络合物催化剂比较，具有很高的正构醛选 择性，而且操作压力低。
2、分子筛催化剂的工业应用
70年代初期，出现了用于二甲苯异构化的分 子筛催化剂，代替以往的铂/氧化铝；开发了甲苯 歧化用的丝光沸石(M-分子筛)催化剂。70 年代末 期开发了用于苯烷基化制乙苯的ZSM-5分子筛催 化剂，取代以往的三氯化铝。80年代初，开发了 从甲醇合成汽油的ZSM-5分子筛催化剂。在开发 资源、 发展碳一化学中，分子筛催化剂将有重要 作用。
CH3CH2CHCH3
OH
Cat ຫໍສະໝຸດ BaiduH2
O
CH3CH2CCH3
新方法：
CH3CH2CH=CH2 + 1/2 O2
Pd/杂多酸
O
CH3CH2CCH3
⑶ 、超强酸
定义：固体酸的强度超过 100%H2SO4的酸强度，即为超强 酸。 用Hammett酸强度函数表示时： 100%H2SO4 H0=-11.9 超强酸 H0<-11.9
杂多酸易溶于水和低碳醇等含氧有机溶 剂。由Li+, Na+等小体积抗衡离子形成的杂 多酸易溶于水，由K+, NH4+等大体积抗衡离 子形成的杂多酸难溶于水。
由大体积有机正离子（如四丁基铵正离 子）形成的鎓盐不溶于水，但能溶于有机溶 剂。
（2）热稳定性 杂多酸化合物的热分解是一个复杂 的过程。如H3 [PW12O40]的水合物在加 热时，在100 oC以下先失去结晶水，在 100-280 oC再失去通过氢键与质子结合 的水，最后在370-600 oC失去所有的质 子，变成WO3和P2O5。造成分解，失去 催化活性。典型的分解温度：465 oC。
3）付氏酰基化反应
⑵ 杂多酸催化剂
定义：
由杂原子（如P、Si、Fe、Co 等）和配 位原子（即多原子，如Mo、W、V、Nb、Ta 等）按一定的结构通过氧原子配位桥联组成 的一类含氧多酸或为多氧簇金属配合物，常 用HPA 表示。
分类：
杂多酸催化剂有两种存在形式即纯杂多酸 和负载型杂多酸。
分子筛共同特征
只吸附分子直径小且能通过均匀细孔
的物质 优先吸附H2O、H2S、NH3等极性物质， 吸湿性好 对不饱和度高的物质，有选择性吸附 当被吸收物质的浓度（分压）很低时， 仍显示足够大的吸附能力 通过阳离子交换，可以改善分子筛的 性能
分类：
按硅铝比分：分为低硅（A型）、中硅
NH2
O
OH
MnO2 H2SO4
O
Fe/HCl
OH
缺点: 步骤多, 生成大量的盐副产物， 还要多次使用硫酸、盐酸等有腐蚀性的 物质。
新的环境友好方法：
CH(CH3)2 H3C CH3 COOH OH
CH3-CH=CH2
CH(CH3)2
O2 Cat
COOH H3C CH3
H+
OH
优点: 新方法虽然也不是原子经济的反应， 但由于反应步骤减少，且只有最后一步会有 副产物生成，其对环境的友好程度已大大优 于传统方法。
固体超强酸的失活
①表面促进剂SO42-流失 酯化、脱水、 醚化过程中有水或水蒸气存在 ②催化剂表面吸附、脱附及表面反应 或积碳 ③体系中有毒物 ④促进剂被还原 S从+6价降至+4价， 使硫的电负性显著下降，配位方式变 化，导致酸强度减小而失活。
固体超强酸载体的改性
表面积，增加酸量、酸的种类，增强抗毒物 的能力。 ①其他金属或金属氧化物改性 如Al、 Al2O3、MoO3，金属氧化物的电负性和配 位数对与促进剂SO42-形成的配位结构有很大 影响有单配位、螯合双配位和桥式配位几种 形式，能产生较强的L酸和B酸中心。
催化剂应有较好的活性及选择性。
绿色催化剂定义
绿色化学它对化学反应的要求是： ①采用无毒、无害的原料； ②在无毒无害及温和的条件下进行； ③反应必须具有高效的选择性； ④产品应是环境友好的。 这四点要求之中有两点涉及到催化剂， 人们将这类催化反应称为绿色催化反应， 其使用的催化剂也就称为绿色催化剂。
绿色化学工艺对催化剂提出的要求
考察角度——环境友好和经济性 环境友好要求
催化剂自身应该是无毒的。催化剂构成材料应 该是环境友好的，特别杜绝催化剂在高温下分解 ，产生有毒气体； 催化剂所涉及的反应原料和反应产物应该是无 毒的。原料无毒容易实现，但反应副产物产生不 可避免，要求副产物无毒；
催化反应的后序分离过程也无毒。如萃取 操作萃取剂加入。 经济性要求 催化剂自身的制造成本低，应由非金属 构成，催化剂制造工序简单； 催化剂具有良好的操作特性。有好的稳 定性和使用寿命。防止使用 过程分解变性 ，增强其抗毒性；
3、环境保护催化剂的工业应用
1975年美国杜邦公司生产汽车排气净化催化
剂，采用的是铂催化剂，铂用量巨大， 1979年占
美国用铂总量的57％，达23.33t。目前，环保催
化剂与化工催化剂（包括合成材料、有机合成和 合成氨等生产过程中用的催化剂）和石油炼制催 化剂并列为催化剂工业中的三大领域。
三、绿色催化剂的分类
SO42-较易流失，通过改性，提供适合的比
②稀土元素改性 提高促进剂的稳定性 ，使之不易流失。 ③纳米技术改性 具有高的表面原子密 度和高的比表面积。 ④分子筛改性 超强酸负载在分子 筛上，具有分子筛的高比面积、均匀 规整的孔结构、热稳定性和超强酸的 强酸性。
固体超强酸的应用
(1)烃类异构化 丁烷、戊烷等饱和烃，即使用100％硫 酸或SiO2-A12O3作催化剂，在室温下也 不发生反应，而用固体超强酸作催化剂 ，在室温下就可引起反应。使用SbP5A12O3作催化剂时，丁烷异构化主要生成 异丁烷，其选择性达80％~90％。
超强酸分类
固体本身型 负载型
例：TiO2-SO42-
H-ZSM-5
例：SbF5/SiO2-Al2O3 含卤素型 活性高，稳定性较差，原 料价格高，有腐蚀性 不含卤素型 以SO42-为促进剂的锆系（ SO42-/ZrO2）、钛系、铁系（SO42-/Fe3O4）以 金属氧化物为促进剂，如WO3/Fe3O4等
杂多酸催化剂的应用：
（1）液相酸催化反应，如异丁烯水合反应。
（2）多相酸催化反应，如醇类脱水，异构化反
应。
（3）多相氧化反应，如异丁醛一步氧化制甲基
丙烯酸。
（4）液相催化反应，如芳烃液相氧化。
例 丁酮的制备 常规的方法：
CH3CH2CH=CH2
H2SO4
CH3CH2CHCH3 OSO2OH
H2O -H2SO4