固體催化劑

固體催化劑是現代催化技術發展的一個方向，其中最有代表性的當屬固體酸、固體鹼的工業化應用。

固體酸鹼催化劑

（一）固體酸鹼的分類

固體酸：具體定義是：能夠給出質子或者接受電子對的固體謂之固體酸。

固體鹼：能夠接受質子或者給出電子對的固體謂之固體鹼。

給出質子時叫質子酸（B酸），接受質子時叫質子鹼（B鹼）；

如：

接受電子對時叫非質子酸（L酸），給出電子對時叫非質子鹼（L鹼），如：

Cl3Al+∶NR3→Cl3Al∶R3N

L酸 L鹼 絡合物

（二）固體表面的酸、鹼性質

1、酸強度的概念，是指給出質子的能力（B酸強度）或接受電子對的能力（L酸強度）。對於固體酸來說，因為其表面上物種的活度係數是未知的，通常都是用酸強度函數H0表示。H0也稱為Hammett函數。

則酸強度函數H0可表示：

H0=pKa+1g（a/[BH+]a）

若轉變是藉助於吸附鹼的電子對移向固體酸表面，即：

[A]s+[∶B]a→[A∶B]

則H0可表示：

H0=pKa+1g（[∶B]a/[A∶B]）

H0越小酸強度越強；H0越大酸越弱。

2、固體鹼的強度，定義為表面吸附的酸轉變為共軛鹼的能力，也定義為表面給出電子對於吸附酸的能力。

3、固體超強酸和固體超強鹼

故固體酸強度H0＜-11.9者謂之固體超酸或稱超強酸（100%硫酸的酸強度H0為-11.9）。

固體超強鹼是指它的鹼強度用鹼強度函數H—表示高於+26者。

（三）固體酸鹼的催化作用

這類催化反應有如下特點：

1.酸位的性質與催化作用的關係

不同反應類型，要求酸催化劑的酸位性質和強度也不同。

大多數的酸催化反應是在B酸位上進行，單獨的L酸位不顯活性，存在協同效應。

2.酸強度與催化活性和選擇性的關係

3.酸量（酸濃度）與催化活性的關係

催化活性與酸量之間存在線性或非線性關係。

（四）大孔強酸性陽離子交換樹脂

大孔強酸性陽離子交換樹脂作為一種新型的固體酸催化劑，在現代有機合成反應中越來越受到重視，他有著濃硫酸無法比擬的優勢。