工業催化文獻綜述固體酸催化劑的發展及應用專業：化學工程與工藝班級：學生學號：學生姓名：完成時間：引言催化劑（catalyst）:是一種能夠改變化學反應速度，而它本身又不參與最終產物的物質。：隨著環境意識的加強以及環境保護要求的日益嚴格，，液體催化劑已完全滿足不了化工產品的發展要求，然而新型固體酸催化劑卻彌補了當前的一些不足，固體酸催化劑已成為催化化學的一個研究熱點。與液體酸催化劑相比，固體酸催化反應具有明顯的優勢，固體酸催化在工藝上容易實現連續生產，不存在產物與催化劑的分離及對設備的腐蝕等問題。并且固體酸催化劑的活性高，可在高溫下反應，能大大提高生產效率。還可擴大酸催化劑的應用領域，易于與其他單元過程耦合形成集成過程，節約能源和資源。關鍵詞：固體酸催化劑摘要：通過固體孫催化劑在有機合成反應中的應用，說明固體酸催化劑的優越性，介紹了固體酸催化劑技術應用的進展，指出了固體酸催化劑應用存在的主要問題1固體酸催化劑的定義及分類定義一般而言，固體酸可理解為凡能堿性指示劑改變顏色的固體，或是凡能化學吸附堿性物質的固體。按照布朗斯泰德和路易斯的定義，則固體酸是具有給出質子或接受電子對能力的固體。固體酸是催化劑中的一類重要催化劑，催化功能來源于固體表面上存在的具有催化活性的酸性部位，稱酸中心。它們多數為非過渡元素的氧化物或混合氧化物，其催化性能不同于含過渡元素的氧化物催化劑。這類催化劑廣泛應用于離子型機理的催化反應，種類很多。此外，還有潤載型固體酸催化劑，是將液體酸附載于固體載體上而形成的，如固體磷酸催化劑。固體酸的分類（1）固載化液體酸HF/Al2O3,BF3/AI2O3,H3P04/藻土（2）氧化物簡單Al2O3,SiO2,B2O3,Nb2O5復合Al2O3-SiO2,Al2O3/B2O3（3）硫化物 CdSZnS2（4）金屬磷酸鹽 AlPO4,BPO 硫酸鹽 Fe2（SO4）3,Al2（SO4）3,CuSO410酸化油一般腐敗程度較高,主要來源于餐飲業煎炸廢油和城市下水道中的泔腳油,由于其含有大量游離脂肪酸、聚合物和分解物,所以對原料要求苛刻的堿性催化劑（如Wright等人曾經報道堿性催化劑要求原料無水,游離脂肪酸含量小于0.5%）的酯化反應很可能不能進行,因為游離脂肪酸和堿的皂化反應會嚴重影響酯化反應。鑒于此采用SO2-4-TiO2*i土固體酸作催化劑，對酸化油（本文采用泔水油和工業精制脂肪酸為原料）進行酯化,發現不僅克服了堿性催化劑的上述不足,而且反應活性高,不腐蝕反應裝置,不污染環境,后處理簡單方便可以重復使用,有利于工業化生產。然而固體催化劑是酯化反應很有前途的催化劑，但是該工藝至今還未報到，一方面可能是工藝不精，另一方面就是成本問題，相信在不久的將來會成為化工行業里比較熱門的合成工藝。固體酸催化劑在縮醛（酮）合成中的應用縮醛（酮）在工業中的用途很廣甲縮醛可用來制造陰離子交換樹脂,氧化制取高濃度甲醛,制造聚縮醛樹脂等。還用于酒類、軟飲料、冰淇淋、化妝品等的調香和定香，在有機合成中,常用縮醛（酮）保護羰基。但是醛（酮）轉化成縮醛（酮）必須在酸催化作用下才能順利進行。固體酸中心和均相催化酸中心在本質上是一致的,而固體酸催化劑具有易分離回收、易活化再生、高溫穩定性好、便于化工連續操作、且腐蝕小的特點,所以,研究和開發固體酸在催化合成縮醛（酮）。縮醛（酮）合成的研究進展是隨著催化劑演變順序進行的。在傳統的縮醛（酮）化方法中,一般使用的是液體質子酸（H2SO4、HCl、H3P04、P-CH3TsOH等）為催化劑，工業上采用的是濃硫酸，縮醛（酮產率60%?70%。由于液體酸具有強酸性，在反應中常發生脫水等副反應,導致產品精制麻煩,還存在三廢和腐蝕問題,而固體酸具有上述的優點,因此,僅從環保角度看,固體酸代替液體酸催化劑已成必然本世紀60年代初,固體酸催化劑已開始用于有機合成。在不久的將來定會成為化工生產中的領先行業。三、總結1固體酸催化劑在應用中存在的一些問題雖然固體酸催化劑在化工生產中有很大的優勢，但是往往會存在一些不足，比較直觀的就是在較低的反應溫度下他的活性很低，這樣就會導致反應比較緩慢，時間長了設備更換比較快，這樣成本會比較高。在較高溫度下，副反應比較多，催化劑很容易失活，使用壽命比較短，副反應越多對上被要求比較高，另外不容易分離純化。2固體酸催化劑的發展前景隨著技術的不但成熟，化工生產的不斷改進，固體酸催化劑將會用在各個生產工藝中。例如，固體酸用來合成我們的生活必須品。用在航空航天領域中。另外就我國當前現狀能源比較短缺，希望固體酸催化劑在以生物質為原料的基礎上催化合成各類生物能源，柴油、汽油等。目前環境問題是一熱點問題，想想固體催化劑在不久的將來會替代所有的對環境有污染的催化劑四、參考文獻[1]蘇文悅，陳亦琳，付賢智,魏可鎂.SO2-4/TiO2固體酸催化劑的酸強度及光催化性能[J].催化學報,2001,22(2):175-176.[2]任國立，高文藝,張曉麗.PO3-4改性的二氧化鈦固體酸催化劑[J].石油化工高等學校學報2006,1^3):51-55.[3]于薈,朱銀華，劉暢，等.新型介孔SO2-4/T1O2固體酸的制備及其催化酯化性能[J].催化學報,2009,30(3):265-271.[4]李文生，尹雙鳳,代威力，等.經高溫活化焙燒的B2O3/ZrO2催化劑的織構/結構和表面酸性[J].分子催化,2007,21(4):308-314.[5]郭錫坤，王小明.Cu/ZrO2/S2O2-8/-A12O3固體酸催化劑制備及催化選擇還原NO性能[J].環境科學,2008,29(6):1737-1742.[6]常錚，李峰，段雪.磁性納米固體酸催化劑Zr(SO4)2/Fe3O4的制備及催化性能研究[/.無機化學學報,2001,17(3):366-3[7]常錚,郭燦雄，段雪，等.磁性超細固體酸催化劑SO2-4-ZrO2/Fe3O4的組裝及表征[J].催化學報,2003,24(1):47-51.[8]王君.ZrO2基復合氧化物磁性固體酸的合成與性能研究.哈爾濱工程大學博士學位論文,2007.[9]華平,李建華，施磊.稀土復合固體酸SO2-4/TiO2/La3+催化合成馬來酸二辛脂[J].精細化工中間體,2002,32(6):29-31[10]陳同云.低溫陳化法制備稀土復合固體超強酸SO2-4/ZrO2-Nd2O3及其穩定性研究[/.中國稀土學報,2008,26(3):286-290.[11]郭錫坤，諶寧.鑭的引入方法對SO2-4改性鋯交聯粘土固體酸結構的影響[J].無機材料學報,2005,20(1):90-98.[12]郭錫坤,張俊豪,韓寶誠,鮑仁周.介孔交聯蒙脫土固體酸催化劑的結構與性能[J].無機化學學報,2005,21(10):1483-1489.[13]陳靜，孫蕊，韓梅，郭微，王錦堂.MCM-41負載S2O2-8/TiO2固體超強酸的制備和酯化性能研究[/.無機化學學報,2006,22(3):421-425..[14悄容華，徐景士.復合納米固體超強酸SO2-4/ZrO2-ZSM-5的制備及應用研究[J].廣州化工,2009,37(5):97-100.[15]李琴，柳云騏,周永敏，等.烯烴與羧酸酯化反應中固體酸催化劑的應用[J].工業催化,2007,15:67-69.[16]黃聞新，李平浩,林麗蓉.[J].海南師范學院學報(自然科學版),2001,14(1):64-70.[17]王廣健，劉廣卿，楊振興,徐明霞.Keggin雜多酸負載型催化劑研究及在有機合成中的應用[J].有機化學,2009,29(7):1039-1047.[18]劉昕，呂秀陽，蔡磊,等.耐水性固體酸催化劑研究進展[J].現代化工,2004,24(1):14-17.[19]王海，王建武,徐柏慶，等.新型固體酸催化劑Nafion/SiO2的制備與表征/r/