固体酸催化剂是一种以固体形式存在,在化学反应中具有酸性特质的酸催化剂。
酸催化剂在石油炼化、生物炼制、有机合成等领域中具有重要作用,根据状态不同,酸催化剂分为液体酸催化剂和固体酸催化剂。液体酸催化剂以浓硫酸为代表,浓硫酸价格低廉、活性高,但易产生无机盐,废水处理成本高,环境污染大。相比于液体酸催化剂,固体酸催化剂具有无设备腐蚀、易分离、可重复使用、活性高、环保等特点。在环保监管日益严格背景下,固体酸催化剂将进一步替代液体酸催化剂,未来应用前景广阔。
固体酸催化剂是重要的催化剂之一,主要应用在离子型机理的催化反应中,涉及到酯化、脱水、聚合、加氢、脱氢、氧化、烷基化、异构化、酰基化等有机反应过程。固体酸催化剂种类较多,包括分子筛、氧化铝、硫酸氧化锆、钨酸氧化锆、全氟磺酸树脂、杂多酸、膨润土等。
根据新思界产业研究中心发布的《
2024-2029年中国固体酸催化剂行业市场深度调研及发展前景预测报告》显示,分子筛是固体酸催化剂重要种类之一,其具有较强的催化活性和酸强度,在石油化工、水处理、汽车、煤化工、医药等领域应用广泛。我国是分子筛生产和消费大国,消费量约占全球的三成,在生产方面,国内分子筛主要生产企业包括万润股份、建龙微纳、上海恒业、中触媒、齐鲁华信、大连海鑫等。
固体酸催化剂通常由具有酸性的活性中心(酸中心)材料构成,其催化功能来源于酸中心,而酸中心的数量、强度和分布影响着固体酸催化剂的催化活性。传统固体酸催化剂存在酸中心强度不确定、酸位点分布不均、活性位点稳定性较差等问题。近年来,为提高固体酸催化剂性能,中科院苏州纳米所、华东理工大学工业催化研究所、浙江大学催化研究所、天津大学等单位和院校对固体酸催化剂展开了大量研究,并取得一定成果。
固体酸催化剂酸性表征方法包括吡啶红外法(Py-IR法)、核磁共振法、热分析法、程序升温脱附法等,其中吡啶红外法应用最广泛。新思界
行业分析人士表示,催化剂在化工、医药、日化、水处理等领域应用广泛,随着环保监管日益严格,催化剂绿色化、环保化发展已成趋势。相比于液体酸催化剂,固体酸催化剂具有环境友好优势,未来应用前景广阔。