SO42-/MxOy型固體超強酸制備方法的研究進展

肖先舉，唐學紅，劉兆輝

（徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院，江蘇徐州 221140）

在酯化、酰基化、異構(gòu)化、聚合反應中，常使用酸作為催化劑。傳統(tǒng)的酸催化劑主要為液體酸-硫酸、磷酸、氫氟酸等，這些酸在反應中有良好的催化活性，但也存在著很多缺點，例如易腐蝕設(shè)備，產(chǎn)生大量廢水，難于分離等。因此環(huán)境友好型的“綠色催化劑”越來越引起人們的興趣與重視，其中固體超強酸催化劑便是其中之一。固體超強酸催化劑分離回收方便，基本不會對設(shè)備產(chǎn)生腐蝕，穩(wěn)定性好，可活化再生，廢棄物排放少，是一種環(huán)保型催化劑。

1 固體超強酸的分類

超強酸（Superacid）是指酸強度比100%硫酸還強的酸，酸強度常采用Hammett酸度函數(shù)H0值來表示，其H0<-11.93，已知100%H2SO4的H0=-11.93。H0值越小，表示超強酸的酸強度越強。超強酸分為固體超強酸和液體超強酸兩大類。液體超強酸主要是氟磺酸或氟化氫和SO3或氟化物按照一定的物質(zhì)的量比混合而成的。固體超強酸按其結(jié)構(gòu)中是否含有鹵素，分為含鹵素和不含鹵素超強酸兩大類。

含鹵素類超強酸一般是將氟氧化物負載在載體之上，常用的載體多為無機氧化物、高嶺土或活性碳等。含鹵素類超強酸成本較高，催化穩(wěn)定性相對較差，鹵素會對設(shè)備產(chǎn)生一定的腐蝕，因此發(fā)展受到限制。不含鹵素類超強酸主要是將SO42-吸附在金屬氧化物（MxOy）表面制備而得，MxOy主要為ZrO2、Fe2O3、TiO2等。日本研究者Hino等[1]在1979年合成了SO42-/MXOY型固體超強酸催化劑，并在烷烴的異構(gòu)化反應中進行了應用，發(fā)現(xiàn)其具有很好的催化活性，因此迅速成為催化研究領(lǐng)域的熱點。SO42-/MxOy型固體超強酸對H2O穩(wěn)定性好，載體對SO42-吸附牢固，在高溫下穩(wěn)定，催化活性好，對設(shè)備的腐蝕性很小，可重復使用。其他不含鹵素類超強酸還有非SO42-的金屬氧化物復合型，如MoO3/ZrO2、WO3/ZrO2等，另外還有分子篩、雜多酸等類型。目前，有關(guān)SO42-/MxOy型固體超強酸的研究和應用較多，是固體超強酸催化劑研究的熱點領(lǐng)域。……