二氧化硅负载杂多酸对异丁烷与丁烯烷基化的催化作用Ⅰ.催化剂的制备、表征和失活

 采用浸渍法制备了二氧化硅负载的磷钨酸催化剂,系统考察了催化剂的比表面积、结晶水、结构特征和酸性等物化性质. 将在不同条件下制备的不同结构的杂多酸催化剂用于异丁烷与丁烯烷基化反应,考察了催化剂活性组分、制备方法和反应条件对催化剂性能的影响,分析了催化剂的失活过程和失活机理. 结果表明,当负载量不大于50%时,磷钨酸以单分子层形式均匀分散于载体表面,催化剂表面存在大量的强B酸中心,不存在L酸中心; 经160 ℃活化后的催化剂具有最大的酸量和最强的酸性; 催化剂对烷基化反应具有较高的初活性,但随着反应的进行催化剂迅速失活; 反应产物的组成与催化剂失活程度密切相关,反应初期产物以烷烃为主,之后产物则以烯烃为主; 催化剂的失活原因为积碳.     

二氧化硅负载杂多酸对异丁烷与丁烯烷基化的催化作用Ⅱ.反应机理和催化剂失活的量子化学研究

 以杂多酸为催化剂,应用量子化学计算方法,从分子结构和微观角度研究了异丁烷与丁烯的多相催化反应过程及催化剂失活的原因,比较了液体酸和固体酸催化烷基化反应的差别. 结果表明,固体酸催化剂的失活问题不可避免,因而不可能长时期运转,必须配合催化剂的再生工艺才有可能实现工业化应用. 液体酸的酸中心强度较均匀,有利于催化烷基化反应,开发无毒无污染的新型液体酸烷基化催化剂也是一个良好的努力方向.