Video在线视频

接下来我们看一下第二章第三节

催化剂各组分设计

一个非常重要的章节是活性模型的应用过程

这里给大家讲的活性模型应用

主要是指的是根据催化剂的分类

来具体介绍一下各类催化剂的特点

特别是在工业催化剂筛选过程中

我们总结了很多的各种不同类型的催化剂的特点

希望对大家以后的研究有一定的指导意义

我们这里面讲的活性模型的应用

可以把它分为五类的催化剂

第一类是绝缘体催化剂 酸碱催化剂

第二类是导体催化剂 金属催化剂

第三类是氧化物催化剂 半导体催化剂

第四类是硫化物催化剂 也是半导体催化剂

还有第五类是合金催化剂

首先来看一下酸碱催化剂

因为酸碱催化剂在催化原理或工业催化教科书里面

一般讲的非常非常详细

所以这里就不再介绍它的特点

这里只是给大家讲一下

酸碱催化剂 人们总结出来的它的主要用途

有很多时候这些已经是公认的或是非常有普遍性的规律

希望大家在以后研究过程中的进行相应的参考

酸催化反应一般涉及的是正碳离子反应

可以催化裂化反应 异构化反应 烷基化反应

聚合反应还有歧化

还有水合和脱水反应等等

我们之所以把酸碱作为催化剂

大家要明白原因是 从催化剂的定义上讲是催化剂参与反应

又不体现在产物里面

一个酸催化剂进入到反应的过程中

酸肯定是变成碱

然后碱变成酸的过程

同时根据催化的定义就是

催化能够加速正反应也能加速逆反应

那么很简单一个反应

大多数情况下可以用酸催化反应

也可能用碱催化反应

在大工业的应用过程中

我们来看一下酸催化反应和碱催化反应

有什么样不同或者是共性的

首先我们来看一下共性就是碱催化和酸催化

都可以用于异构化反应 烷基化反应和聚合反应

当然碱催化还有一个比较特殊的

有些时候应用于缩合反应

还脱卤化氢等这些反应

比如说采用了金属氧化物 碱化物

还有碱士金属氧化物

甚至碳酸盐 氢氧化物

对甲醇 甲醛 环二已烷还有氧化丙烯

还有内酯等等的聚合反应有很好的活性

为什么用碱呢 因为酸可能它活性不稳定性更严重

我们要知道一点

虽然有些时候酸碱可以催化同种类型的反应

要根据具体情况具体去分析来选择

除了这以外我们还可以看一下

烷基化反应

两个催化剂都能发生烷基化反应

那么它们应该是用在什么样的用途上

我们举个例子 芳烃环上

如果环上要烷基化

一般用酸催化剂

侧链烷基用的碱催化剂

这是它们酸碱烷基化能力是不一样的

所以有些已经有非常普遍的经验的话或者规律

希望大家在催化剂设计过程中要学会去参考

除此之外还有一些共性的认识

催化剂酸性是积碳产生的主要原因

而碱性是抑制积碳生成的

同时我们还会讲到酸性催化剂

酸有强度 强酸和中强酸

或者是超强酸或者是弱酸

不同反应它需要的酸功能中心是不一样的

比如前面讲的裂化反应 异构反应

一般用的是中强酸和强酸部分

而比较简单的脱水

或者是酯化 烷基化反应

可能仅仅用中强酸和弱酸就可以了

为什么我们要强调这点

是因为我们说了现在催化反应强调的是选择性

所以我们要根据反应的目标

来筛选合适的酸碱催化剂

还有一个就是在酸催化剂里面

还存在一个概念是B酸和L酸

我们一般会说

一般来说B酸 L酸都能够催化正碳离子反应

但是在有些情况下可能有些特殊反应

反应步骤是在B酸中心生成的或是在L酸中心发生反应

我们这里给大家总结丙烯聚合和异丙苯的裂化反应

还有二甲苯异构化反应

甲苯歧化制二甲苯是非常重要反应

我们认为它的活性位是质子酸

这个时候用L酸

比如说氧化铝或是氧化钛之类的L酸

可能效果就不明显

已经有大量文献来证明的结果

我们可以直接采用就没有必要再去做基础研究

考察一个反应里面的L酸或是B酸

哪一个是比较好

另外一个我们刚刚说的

既然有一些反应是质子酸比较好的

肯定必然也有一些反应的L酸比较好

我们这里给大家举的是异丁烷分解的反应

也有些反应我们刚刚说的质子酸和L酸

可以同时催化的反应

我们在这里给大家举的是

三聚乙醛解聚反应是比较适合

L酸催化B酸也可以催化

所以酸碱催化因为用途比较广

而且研究的人比较多

很多时候在催化剂的设计的过程中酸碱活性组分

可以通过大量的文献调研就可以得到非常好的指导

希望大家在涉及到酸碱催化剂

应该是多看文献

多调研而不是闷头做实验

这是关于催化剂酸碱催化剂的应用过程

我们只是给大家介绍的是最基本的应用领域