工业催化原理第三章固体酸碱催化剂第一讲.ppt

Chapter 3 Solid acid and basic catalyst 3.1 Solid acid cat. and its catal. 3.1.1 Acid-base nature 3.1.2 Acid catalysis 3.2 Catalytic cracking 3.2.1 Introduction to petroleum 3.2.2 Cracking catalyst 3.2.3 Catalytic cracking chemistry 3.2.3.1 heat cracking 3.2.3.2 catalytic cracking,3.3 Select forming catalysis 3.3.1 Select forming 3.3.1.1 reactant 3.3.1.2 product 3.3.1.3 middle product 3.3.2 ZSM-5 3.4homogeneous Catalysis Reaction,content,3 Solid acid and basic catalyst,3.1 The properties of acid and basic catalyst 3.1.1 base nature 1 Kind L or B acid or base 2Concentration and Strength general concentration of acid or base B acid: ability of donating proton L acid: accepting electron,元素周期表中酸性和碱性元素的分布区域,(1)Acid or alkali of elements,1.The kinds and properties of acid and alkali,第一过渡系金属的氧化态和酸性的关系,（2） 酸碱概念的相对性 醋酸为碱： CH3COOH +H2SO4 CH3COOH2+ HSO4 醋酸为酸： CH3COOH + H2O H3O + CH3COO,（3）Lewis acid or alkali (电子酸碱),A + : B A : B acid alkali composite of acid and alkali,BCl3, BF3,PPh3, NH3 , RO2, RS2,acid,alkali,Lewis酸碱的分子轨道示意图,(Hard and Soft Acids and Bases，HSAB） 用于Lewis 酸碱和 Brnsted酸碱 对Al3+的配位能力 F Cl Br I 对Hg2+的配位能力 F Cl Br I,（4） 软硬酸碱原理,典型的软酸三角形,硬酸：碱金属，碱土金属，轻和高价的金属离子 软酸：重过渡金属离子，低价或零价金属 硬碱：半径小，不易被极化 软碱：半径大，易被极化 Cu(I), Cu(II)，氧化态增高，硬度加大 Fe(II), Fe(III), Fe(VI) K2FeO4, PtF62-, NaCo(CO)4, PtP(CH3)34 AlF63-, HgI42-,皮尔孙提出的酸碱反应规律为：“硬酸优先与硬碱结合，软酸优先与软碱结合。” 取代反应都倾向于形成硬 - 硬、软 - 软的化合物。 软-软、硬-硬化合物较为稳定，软 - 硬化合物不够稳定。 硬溶剂优先溶解硬溶质，软溶剂优先溶解软溶质，许多有机化合物不易溶于水 ，就是因为水是硬碱 。 解释催化作用。有机反应中的傅氏烷基化反应以无水氯化铝(AlCl3)做催化剂，AlCl3是硬酸，与RCl中的硬碱 Cl -结合而活化。,AlCl3(Lewis 酸)作为傅氏烷基化反应的催化剂,硬，软和交界（绿）阳离子和碱结合的稳定常数,A. Hammett method,2酸量与酸强,当=1时，,3.1.1-Page 14,When coloring ,只要能单独测定pH值，就知pKa值。反之，有了一系列pKa值就可知pH。,若1,When coloring：,Back,When coloring：,H0 is called Hammett acidity function H0（pH，H+ In dilute solution （稀溶液），,pKa对于给定指示剂为constant。,反映BH+和B量的相对大小，也反映了转化能力（即强度） 。,对于L酸， Define： H0= -lg（aABAB）,H0 is less, the acid strength is increas，the acid strength of solid acid is increase as the pKa of indicator(指示剂) is less when it coloring,