在一定的条件下,当气体或液体与多孔的固体吸附剂接触时,使气相或液相中的吸附质碰撞到固体表面后,吸附质被吸附剂吸附。在吸附的同时,被吸附的吸附质以分子热运动的形式和外界气态分子碰撞,有一部分又离开固体表面返回到气相中,但吸附刚开始时被吸附的吸附质分子数大大超过离开表面的分子数
①表面上的酸中心可分为B-酸与L-酸(见酸碱催化剂),有时还同时存在碱中心。可用下式示意地表示氧化铝表面上的酸中心的生成:
红外光谱研究表明,800℃焙烧过的 γ-Al2O3表面可有五种类型的羟基,对应于五种酸强度不等的酸中心。混合氧化物表面出现酸中心,多数是由于组分氧化物的金属离子具有不同的化合价或不同的配位数形成的。
SiO2-Al2O3的酸中心模型 (见图)有多种模式。
在同类型的催化剂上进行同一反应时,催化活性与催化剂的酸度有关,例如在SiO2-Al2O3上异丙苯裂解,催化活性与催化剂的酸度有近似的线性关系。固体催化剂绝大多数为多孔物质,除应考虑其表面的酸功能外,还考虑孔隙构造对反应物的扩散及传热过程的影响。例如对于烃类反应,设计了许多具有规整孔结构的固体酸催化剂,如具有管状和笼状孔道的分子筛催化剂,具有层叠结构的半晶态的铝硅酸盐或硅酸盐催化剂。
固体酸催化剂种类繁多,制造方法各异。举例如下:①天然黏土催化剂的制造。早期用天然黏土制造石油催化裂化催化剂,是将黏土用酸处理,然后水洗、干燥制成。酸处理的作用是除去金属杂质离子,暴露硅-铝骨架结构,并用氢离子替代原有的钠、钙等阳离子
合成的混合氧化物的制造。有代表性的是石油催化裂化用的无定形硅酸铝催化剂,可用分步沉淀法、共沉淀法或混合法制造。工业生产多用分步沉淀法,在水玻璃溶液中加入H2SO4制成SiO2水凝胶浆料,经老化制成适于充当催化剂骨架的凝胶结构。然后在浆料中加Al2(SO4)3溶液,再用氨水使铝沉积于SiO2水凝胶上
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