氧化铝_改性氧化铝及硅酸铝的酸性特征_赵琰VIP专享VIP免费

��收稿日期:2001�02�04��作者简介:赵琰(1933�),女(满族),教授级高工,被评为国家�七�五�科技攻关中�有突出贡献专家�,发表论文数篇。催化剂测试与表征氧化铝、改性氧化铝及硅酸铝的酸性特征赵�琰(中石化抚顺石油化工研究院,辽宁抚顺113001)摘�要:介绍了氧化铝的酸性,其中包括酸度、酸强度、酸类型及酸位微观结构,在氧化铝中加入P、B、F、Ti、Zr或Si对酸性的影响,以及Y型沸石及其改性的酸性。关键词:酸度;酸强度;酸类型;酸分布;微观结构;无定形;结晶;沸石;水热处理中图分类号:TQ426.65��文献标识码:A��文章编号:1008�1143(2002)02�0054�05Acidityofalumina,modifiedaluminaandaluminumsilicateZHAOYan(FushunResearchInstituteofPetroleum&Petrochemicals,LiaoningFushun113001,China)Abstract:Acidiccharacteristicsofalumina,modifiedaluminaandaluminumsilicate,includingacidity,acidstrength,acidtypeandmicroscopicstructureofacidicsitewerereviewedinthispa�per.EffectsofincorporationofP,B,F,Ti,ZrandSiintoaluminaonitspropertiesandacidityofmodifiedYzeolitewerediscussed,too.Keywords:acidiccharacteristics;alumina;YzeoliteCLCnumber:TQ426.65�Documentcode:A�ArticleID:1008�1143(2002)02�0054�05��催化在保护资源,开发环境友好型石油与化工等技术方面发挥着关键作用[1]。催化剂又是催化技术的核心,它们大多具有固体酸性质,且是催化作用的关键,因此如何掌握、使用和改进其酸性,已成为当前研究开发的重心之一。现今物理化学研究方法和科学仪器不断更新,已建立了许多酸性测定方法,不仅能测出固体酸催化剂的酸度和酸强度,而且可区分酸类型,分辨各类羟基和酸性羟基以及沸石中四面体铝Al3+tet和八面体铝Al3+oct,为加速固体酸催化剂的研究奠定了基础,同时对正在迅猛发展的新兴催化材料,碳纳米管以及沸石分子筛膜[2]等都起到重要作用。1�固体酸催化剂或载体的酸性表征[3�4]固体表面酸性通常包含酸强度、酸度、酸类型及酸位的微观结构。一般来说,固体酸催化剂的酸性可通过两种方式使烃分子转化为正碳离子,一种方式是给出质子,使烃分子质子化;另一种方式是从烃分子中通过接受一对电子而抽出一个负氢离子。因此,固体酸表面酸位按其作用方式可分为质子酸(B酸)和路易斯酸(L酸)两种类型。酸强度是指给出质子(B酸)或接受电子对(L酸)的能力。单位重量的催化剂(或载体)上酸位(酸中心)的数目或单位重量(或面积)上毫摩尔的碱(氨或吡啶等)称之第10卷�第2期2002年3月�������������工业催化INDUSTRIALCATALYSIS��������������Vol.10�No.2Mar.2002谓酸度,亦称酸量或酸密度,以mmol.g-1或mmol.cm-2为单位。固体表面酸位往往呈不均匀分布,有强有弱,为全面描述其酸性需测量酸量和酸强度的分布,如使用不同指示剂的正丁胺滴定、程序升温时不同温度范围内脱附的氨或吡啶量以及吸附微量热等方法。为了更深入了解固体表面酸性,进一步掌握规律性的改性,还需对酸位的微观结构进行分析,通常使用红外光谱(IR)研究羟基谱,用摩角核磁共振(MASNMR)区分不同配位的铝。表1�常用的固体酸酸性测定方法Table1Typicalmethodsfordeterminatimofacidityofsolidacids方��法���表征内容���吸附指示剂正丁胺滴定法酸量、酸强度吸附微量热法酸量、酸强度热分析法(热重、差热、差示扫描量热)酸量、酸强度程序升温热脱附酸量、酸强度羟基区红外光谱各类表面羟基,酸性羟基探针分子吸附红外光谱B酸、L酸、沸石骨架上及骨架外L酸HMASNMRB酸量、B酸强度AIMASNMR区分沸石的四面体铝与八面体铝(L酸)2�氧化铝及改性氧化铝的酸性2�1�氧化铝的酸性氢氧化铝的表面为羟基所覆盖,当温度升高时,表面羟基与相邻的氢生成水分子而被除去,一般在>300�才能观察到酸性,随着表面羟基或水分子的除去,出现了配位不饱和(CUS)的阴离子(Al3+或阴离子空位),氧化铝脱水形成不饱和配位的铝离子是L酸位,而吸附了水汽的L酸位则成为弱B酸。在脱水初期,相邻的Al-OH间易形成Al-O-Al健,但随着进一步脱水,其间距逐渐增大,使Al-O-Al变形为AlOAl,由此产生不同的酸强度。图1所示为不...