SO42-∕MxOy型固体超强酸催化剂研究综述.pdf

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1、第34卷第1期2013年2月化学J—k与工程技术JournalofChemicallndustr)&EngineeringVul．34No．1Feb．．2013so三一／MzOy型固体超强酸催化剂研究综述宋华l’2，石洋h(1．东北石油大学化学化工学院，黑龙江大庆163318；2．东北石油大学石油与天然气化工省重点实验室，黑龙江大庆163318)摘要：介绍了固体超强酸催化剂制备的研究进展，重点阐述了在sol一／M，O、型固体超强酸催化剂的合成、改性、应用等方面的研究成果，并对固体超强酸催化剂未来的研究和应用前景进行了展望。关键词：soi一／M，O、固体超强酸催化剂改性中图分类号

2、：0643．36文献标识码：A文章编号：1006—7906(2013)01—0005—07Researchprogressinsoi一／M。OJ，solidsuperacidcatalystsSONGHual一，SHlYan91(1．CollegeofChemistryandChemicalEngineering，NortheastPetroleumUniversity，Daqing163318，China；2．NortheastPetroleumUniversity，OilandNaturalGasChemicalProvinceKeyLaboratoD'，Daqing163

3、318，China)Abstract：Theresearchprogressofpreparationofsolidsuperacidcatalystsispresented．Theresearchachievementsaboutsynthe—sis，modificationandapplicationofSO：／M。O、solidsuperacidcatalystsaremainlyexpounded．Thefutureresearchandapplicationprospectareforecasted．Keywords：SO：一／M。0、；Solidsuperacid；

4、Catalyst；Modification自从1979年Hino和Arata合成硫酸化氧化锆催化剂，并成功应用于室温下的正丁烷异构化反应以来，锆基固体超强酸催化剂开始受到广泛的关注¨j。特别是在运用哈密特指数测量酸性位数量之后，硫酸化氧化锆才开始被定义为超强酸并逐步取代工业上用于轻质烷烃异构化过程的液体酸催化剂，从而解决了后者腐蚀设备和污染环境的问题悼。j。同时，该催化剂还具有催化效率高、制备方法简便、重复利用性好等优点。除了应用于正构烷烃异构化反应，该催化剂也应用于其他催化反应‘4-5]，如二氧化碳加氢反应生成烃类、合成气制备甲醇等。将Pt—Pd等双功能金属加入锆基催化剂中，

5、对于加氢反应有良好的效果∞，在制备燃料电池方面也有明显的作用’7。9。。未来固体超强酸将作为一种高效、环保的新型催化材料而广泛应用于实际生产。1sol一／M。O。型固体超强酸催化剂的制备方法研究制备方法和制备途径的选择将会影响固体超强酸催化剂的物理化学特性，从而产生不同的催化效果。经常使用的制备方法包括沉淀一浸渍法、溶胶一凝胶法、水热合成法、机械混合法等，根据制备步骤的不同，又可分为一步法和两步法：典型的两步法制备步骤包括载体的制备以及酸根的负载2个过程，一步法则将此2个过程合二为一。Ward等采用溶胶一凝胶一步法合成了sz催化剂，在凝胶形成过程中，他们将H：S0。加入到丙醇锆

6、溶液中，使其形成zr—so：一凝胶，然后经超临界干燥，最终得到高比表面sz催化剂。Yang等在制备SBA一15的过程中逐步加入P123，ZrOCl，·8H，O和H，s0。，从而直接制备出具有介孔结构的固体超强酸催化剂“卜，对丙三醇脱水制备丙烯醛具有良好的催化效果。两步合成法是现在应用较多的合成方法，人们在此基础上进行了很多研究和改进。Zhao等分别收稿日期：2012—06—30。作者简介：宋华(1963一)，女，教授，博J：，L导师，研究方向为丁：业催化．$通讯作者：石洋，邮箱：mengliana@126．t20m：·6·化学工业与工程技术2013年第34卷第1期用共沉淀法、溶

7、胶一凝胶法、机械混合法制备了V：O，一TiO，／SOj催化剂，并进行了比较11。。以甲醇氧化制二甲氧基甲烷的反应对不同方法制备的催化剂进行活性测试，发现共沉淀法制备的2种催化剂，其甲醇转化率在443K时达到87％，但选择性仅为1％；而溶胶一凝胶法和机械混合法制备的催化剂，其甲醇转化率不如前者，但选择性仍保持在84％。结果发现，共沉淀法制备的催化剂随温度升高转化率上升很快，但副产物较多，使用时应严格控制反应温度；机械混合法和溶胶一凝胶法制备的催化剂反应活性较低，但选择性随温度上升变化小大，可尽