绿色催化剂的应用及进展

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第7卷第3期黄山学院学报Vo1．7，NO．32005年6月JournalofHuangshanUniversityJun．2005绿色催化剂的应用及进展潘乐(黄山学院化学系。安徽黄山245021)[摘要]本文对分子筛、杂多酸、固体酸等新型绿色催化剂的特点和应用进行了回顾和展望，这些绿色催化剂具有无毒、无害、选择性好、催化活性高、反应条件温和、不产生环境污染等共性，是本世纪研究绿色化学的主要课题之一。[关键词]绿色催化剂；杂多酸[中图分类号]TE624．

2、9[文献标识码]A[文章编号]1672—447x(2005)03—0042—04绿色化学要求化学品的生产最大限度地合理利1分子筛催化剂(molecularsievebasedcatalysts)用资源，最低限度地产生环境污染和最大限度地维分子筛，它是具有均一微孔结构而能将不同大护生态平衡。它对化学反应的要求是：(1)采用无毒、小分子分离或选择性反应的固体吸附剂或催化剂。是无害的原料；(2)在无毒无害及温和的条件下进行；一种结晶型的硅铝酸盐，有天然和合成两种，其组成(3)反应应具有高的选择性；(4)产

3、品应是环境友好SiO与AlO之比不同，商品有不同的型号。在化学工的。这四点要求之中，有两点涉及到催化剂，人们将业、石油工业及其他部门，分子筛广泛应用于气体和这类催化反应称为绿色催化反应．其使用的催化剂液体的干燥、脱水、净化、分离、回收及催化裂化等石也就称之为绿色催化剂。。油加工过程的反应。分子筛使用后可以再生[5]。大量催化剂的开发和应用。使化学工业得到了分子筛催化剂，又称沸石分子筛催化剂，系指以快速发展。据统计，约有85％的化学品是通过催化工分子筛为催化剂活性组分或主要活性组分之一的催艺生产的，过

4、去在研制催化剂是只考虑其催化活性、化剂。分子筛具有离子交换性能、均一的分子大小的寿命、成本及制造工艺，极少顾及环境因素。近年来孔道、酸催化活性，并有良好的热稳定性和水热稳定以清洁生产为目的的绿色催化工艺及催化剂的开性，可制成对许多反应有高活性、高选择性的催化发，已成为21世纪的热点。因为只有采用这种工艺剂。及新催化剂才能实现科技创新与绿色环保相结合，按晶型不同可分成Y型(或X型)及A型，沸石才能带来企业的高效益和社会高效益的同步增长，分子筛中存在有布朗斯特(B)酸中心及路易斯(L)与此同时，将昭示一

5、种新资源观念和环保观念，即人酸中心，Y型沸石分子筛的盐类除100％的钾盐外，类对自然资源可以进行重复多次的利用，从而使有其余酸值在0．47—1．9之间，见表l。限的资源构成一个多次生成过程，这种既能多次重大多数活性中心都位于这纳米级的孔道内部，这复利用资源又能保护环境的绿色科技产业，将使我些多维的孔道体系具有强的催化活性，所以沸石分子国传统化工产业完成由“夕阳产业”到“绿色产业”的筛广泛应用在石油化工中作为催化裂化、裂解、选择革命性转变。_3-4性重整等反应的催化剂。如甲醇在ZMS一5沸石上可本文就

6、分子筛、杂多酸、固体酸等新型绿色催化有效地转化成6～8个碳原子的正_r醇和异丁醇。伯丁剂的特点及应用进行回顾和展望。醇在CaX和CaA沸石上的脱水数据见表2。_6：收稿日期：20()5-04-25作者简介：潘乐(I979一)．安徽歙县人，黄山学院化学系教师，主要研究方向为分子光谱分析和应用化学。42维普资讯http://www.cqvip.com表1在773K焙烧的阳离子交换NaY沸石的酸度液体酸对设备腐蚀严重。例氢氟酸对人体及动植物均有剧烈的毒害作用．AICI本身不仅对设备有腐蚀作用．同时还存在在

7、反应后分离困难及排出大量含酸废水的问题。分子筛催化剂就不存在这些问题，它本身无毒、无害，由于是多相催化工艺，反应后有产品分离容易，选择性好、催化活性高，可大大提高生产效率，降低设备投资成本，降低原材料消耗，从而提高产量和质量，而且废催化剂对环境是友好的，不会产生污染。在表3中我们可以看到异丙苯生产工艺使用AICI催化与分子筛催化的“三废”排放情况。[8分子筛热稳定性好，在900K时仍存在催化活性．因而用它制成蜂窝状陶瓷，用于汽车尾气的催化剂转化的载体。另外．分子筛催化裂化在石油化学工表3MCI3和分

8、子筛催化工艺生产的“三废”排放对照表业中已大量使用。催化裂化分子筛催化剂一般是稀土元素或高价金属元素取代钠元素的Y型分子筛。与普通硅铝催化剂相比，具有活性高，热稳定性好的特点．可在较缓和条件下进行反应，同时允许在630～680~C的高温下再生以更好地恢复活性。此外，表2伯丁醇在CaX和CaA上的脱水反应它抗中毒能力强，能加工某些含重金属较多的劣质原料。2杂多酸催化剂(heteropolyacidcatalyst)493—221O<2杂多酸是一类由中心原子(俗称杂原子)