固体超强酸和超强碱:固体酸的强度若超过100%硫酸的强度,则称之为超强酸。因为100%硫酸的酸强度用Hammeett酸强度函数表示时为H0 = -11.9,故固体酸强度H0 < -11.9者谓之固体超强酸或超酸。 固体超强碱是指它的碱强度用碱强度函数H-表示高于+26者。固体超强碱多为碱土金属氧化物,或碱土金属与碱金属的复合氧化物。 3.重要的固体酸碱催化剂 碱土金属氧化物中的MgO、CaO和SrO2是典型的固体碱催化剂。AlCl3、FeCl3是典型的固体L酸催化剂。Al2O3有多种不同的晶型变体。作为催化剂来说,最重要的是γ- Al2O3和η- Al2O3两种,二者都系有缺陷的尖晶石结构。最稳定的是无水的α- Al2O3,它是O=离子的六方最紧密堆砌体,Al3+离子占据正八面位的2/3。各种变型的Al2O3在1470℃以上熔化,最终都转变为α- Al2O3。 复合氧化物SiO2-Al2O3,TiO2占主要组分的TiO2-SiO2的和SiO2占主要组分的SiO2- TiO2都是酸性催化剂。ZnO-SiO2无论谁为主要组分都不具有酸性。Al2O3系列二元氧化物中,用得较广泛的是MoO3/ Al2O3,加氢脱硫和加氢脱氮催化剂,就是用Co或者Ni改性的Al2O3- MoO3二元硫化物体系。Co-MoO3/ Al2O3或Ni-MoO3/ Al2O3在Al2O3中原来只有L酸位,将MoO3引入形成了B酸位,Co或Ni的引入是阻止L酸位的形成,中等强度的L酸位在B酸位共存时有利于加氢脱硫的活性。L酸位和B酸位共存,有时是协同效应;有时L酸位在B酸位邻近的存在,主要是增强B酸位强度,因此也就增加了它的催化活性。有的反应虽不为酸所催化,但酸的存在会影响反应的选择性和速率。 γ- Al2O3表面有强酸部位和弱酸部位;强酸位是催化异构化反应的活性部位,弱酸位是是催化脱水反应的活性部位。固体酸催化剂表面上存在一种以上的活性部位,是它们的选择性特性所在。一般涉及C-C键断裂的反应,如催化裂化、骨架异构、烷基转移和歧化反应,都要求强酸中心;涉及C-H键断裂的反应如氢转移、水合、环化、烷基化等,都需要弱酸中心。
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