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【化工论坛】均相催化剂的固载化方法

【化工论坛】均相催化剂的固载化方法 西北化工研究院
2016-07-25
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导读: 均相催化剂的固载化方法所谓均相催化剂的固载化,就是把均相催化剂以物理或化学方法使之与固体载体相结合,
均相催化剂的固载化方法


所谓均相催化剂的固载化,就是把均相催化剂以物理或化学方法使之与固体载体相结合,所形成的固载化催化剂中活性组分往往与均相催化剂具有同样的性质和结构,既保留了均相催化剂高活性和高选择性的特点,又因其结合在固体上,易于从产品中分离和回收催化剂。由于均相催化剂被固化,其浓度不受溶解度限制,从而提高了催化剂的浓度,可减小反应器的尺寸,进一步降低生产费用。



固载化催化剂所采用的载体一般为有机高分子化合物和无机氧化物。

无机氧化物如SiO2、Al2O3、MCM-41、MCM-48等,在机械强度、热和化学稳定性及来源上均明显优于高分子载体。



固载化方法主要有离子交换、密封和接枝,其中离子交换法是将金属离子通过离子交换的方式固载于分子筛和酸性粘土上,主要的缺点是金属配合物容易流失到溶液中;



密封法是将金属配合物密封于固体基质中,常用于固载酞菁、联吡啶和Schiff碱类配体,但未配合的金属、不含金属的配合物和目标配合物的碎片可能阻塞反应物和/或产物的扩散通道;



接枝技术是通过形成共价键将金属配合物引入固体表面,具体的方法有浸渍、溶胶-凝胶法,也可以通过接枝过渡物质使载体表面功能化后再引入金属配合物。



无机载体表面的活性基团一般为羟基,常采用含有三甲氧基或三乙氧基等活性基团的有机硅化合物作为接枝过渡物质,利用烷氧基与羟基易发生缩合反应的特性实现配合物的引入。



这种载体表面功能化后接枝金属配合物得到的催化剂具有结构性能稳定的优点,可用于催化Diels-Alder双烯合成、羰基化、Friedel-Crafts反应、Heck反应、酯化、烯丙基胺化、加氢、氧化和各种缩合反应。另有报道以杂多酸例如磷钨酸作为接枝过渡物质,可将Rh均相配合物链接在Al2O3载体上。



一般而言,固载化后的催化剂与相应的均相催化剂具有相近的活性和相同的反应机理,但因为增加了一个载体因素,就必须要考虑载体对催化剂性能的影响,对其表面积和孔容孔径都有一定的要求。



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西北化工研究院
西北化工研究院是原化工部属重点科研单位,现为延长石油集团科研板块重要成员,是全国煤化工工程技术研究中心、石化行业固体催化净化工程研究中心依托单位,“精细化工催化产业技术创新战略联盟”核心成员,主营业务涉及煤化工、催化净化剂及精细化工等领域。
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西北化工研究院 西北化工研究院是原化工部属重点科研单位,现为延长石油集团科研板块重要成员,是全国煤化工工程技术研究中心、石化行业固体催化净化工程研究中心依托单位,“精细化工催化产业技术创新战略联盟”核心成员,主营业务涉及煤化工、催化净化剂及精细化工等领域。
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