浅谈苯酐合成催化剂的发展

郭蕾洁

【摘要】苯酐是一种非常重要的化工原料，它能够广泛地用在增塑剂、涂料、树脂和医药等不同的行业中。催化剂是现代化工生产中不可缺少的材料，催化反应广泛地应用于工业生产中，在各种化工产品的制备过程中起着非常重要的作用。本文简要阐述了催化剂的定义、分类、特点和催化原理等，分析了苯酐合成催化剂的制备及发展。

【关键词】苯酐；催化剂；催化作用；发展状况

一、催化剂的主要类型和特点

催化剂能够改变化学反应的速率，而在反应中其本身的性质与质量并没有发生改变，这种通过催化剂来使化学反应速率发生改变的现象就叫做催化作用。在化学反应过程中，催化剂能够加快或者减慢化学反应速率，加快反应速率的催化剂叫做正催化剂，而减慢反应速率的催化剂则称为负催化剂，或者叫做阻催化剂。根据反应物和催化剂的不同状态，可以将催化分为不同的类型，包括多相催化、均相催化和酶催化等几种。在化学反应过程中，反应速度的快慢主要取决于反应物质的结构性质和外界条件，即对温度与压力的控制，以及对催化剂的合理选择。

催化剂在参与化学反应时，其本身的化学性质并不发生改变，其物理性质在化学反应的过程中可能会略有改变。催化剂不改变化学平衡状态，它是通过改变反应的途径来改变达到平衡的时间的，这是因为它并不改变反应始终态的反应热，不改变平衡常数，能够同等程度的改变正反应和逆反应的速率。催化剂只能对热力学上可能发生的反应起到一定的作用，而对热力学上不能发生的反应则起不到任何作用。也就是说催化剂不可能改变不能发生的化学反应。催化剂具有特殊的选择性，在不同的化学反应中，需要选择不同类型的催化剂，对于同样的化学反应来说，如果选择不同的催化剂，就会产生不同的产物。值得注意的是只有在特定的條件下，催化剂才能表现出它的活性，离开那个特定的环境催化剂就会失去它的活性，或者就会发生催化剂中毒现象。一些物质能使催化剂失去活性，例如在氮气与氢气的反应中所使用的铁催化剂，如果遇到一氧化碳气体、二氧化碳气体或者硫化氢气体时，就会使催化剂发生“中毒”现象而失去活性。催化作用是一种非常普遍的化学反应现象，一些偶然的因素甚至是某些反应的生成物等等，都可能对化学反应起到一定的催化作用。例如，如果把双氧水放置在一个玻璃瓶中的话，双氧水就会很快地产生分解现象，如果将其放置到一个塑料瓶中的话，它的分解速率就会变得非常慢，这就说明玻璃能够催化双氧水发生分解。

二、苯酐合成催化剂的发展

目前，苯酐是一种应用非常广泛的化工产品，我们在工业生产中就可以经常看到苯酐的踪影。在农业制药以及医学药剂等方面都会用到这种产品，目前在三大合成材料的生成中，都需要有苯酐的参与才能完成。而伴随着现代科学技术的不断发展，苯酐又有了新的研究方向和使用领域。总之，人们对苯酐性能的探索不断深入，对苯酐的使用也在不断的研究中，其优点被进一步发掘和应用出来。

国内外催化剂的发展基本一致，大多数都经历了一个从锌铬催化剂、铜基催化剂以及非铜基催化剂，一直到液相催化剂的发展过程，边摸索边发展，在这个过程中，催化剂虽然经历了一些坎坷情况，但是最终还是取得了一个非常不错的成果。锌铬催化剂是由德国首先研制出来的，这种催化剂具有一定的局限性，其活性大都比较低，而且还有一定的毒性，另外杂质的含量相对来说也比较多，因此，随着工业的发展，这种催化剂已经被淘汰。而铜基催化剂是由英国和德国先后研发出来的，这种催化剂的温度比较高，操作压力同样非常小，说是一种低压催化剂，其合成的温度比较低，这就在一定程度上降低了对资源的消耗量，不仅活性好而且选择性也比较高。

三、催化剂的制备技术及最新发展

1.利用浸渍法制备催化剂

利用浸渍法制备催化剂的方法非常简单，比较容易进行操作。利用浸渍法制备催化剂又可以分为两种不同的方法，一种是过量浸渍法，另一种是等体积浸渍法。这两种制备方法有一定的区别，主要在于载体体积与浸渍液体积的不同。采用过量浸渍法时，浸渍液体积必须比载体的体积大，而采用等体积浸渍法时，二者的体积应该是一样的，其中的等体积浸渍法用得更为多一些，因为这种方法更加简单，操作比较容易。但是，其缺点是在制备的过程中，会产生一些废气，这就必然会造成一定的空气污染，另外，在干燥的过程中，其活性成分可能会移位。近年来，通过不断地研究和改进，这种浸渍法得到了很好的发展。例如，当利用浸渍法来制备催化剂时，如果在其中加入有机助剂的话，就可以对催化剂中的加氢活性产生很大的影响。通过科学实验证明，在加入有机助剂的时候，催化剂中的加氢活性就会得到很大的提高。例如，在Co-Mo/Al2O3催化剂的制备过程中，如果加入环己二胺四乙酸，其活性就能够提高百分之七十左右。

2.利用沉淀法制备催化剂

其主要过程是将金属盐水溶液放入搅拌罐中变为固体沉淀，然后通过洗涤过程、过滤过程、干燥过程以及煅烧过程等制成催化剂的方法。目前，更为先进的均匀沉淀法和超均匀沉淀法等已经被发明出来了。例如，用这种方法制备Y-Al2O，其用途广泛而且稳定非常好，以此被广泛地应用于载体。在60摄氏度的温水中，对工业硫酸产品的粉碎体进行溶解，从而形成密度为1.21至1.23左右的AI2（SO4）3溶液，然后再另外配置百分之二十左右的碳酸钠溶液，分别加热达到50至60摄氏度，然后将其进行充分混合，其PH值控制在5左右，经过搅拌后形成氢氧化铝沉淀物，然后对沉淀物和沉淀液进行分离处理，将沉淀物洗净后放在温度大约为60摄氏度的氨水中，目的是进行陈化处理，经过反复洗涤以及沉淀处理之后，将沉淀物置于100摄氏度左右的环境中，做干燥处理，然后在500摄氏度的温度条件下进行大约六个小时的焙烧，从而得到Y-Al2O？催化剂。

通过对沉淀法的长期研究，目前，行业专家已经提出了更先进的水热沉淀法制备催化剂，该方法将水热法与沉淀法结合起来，是在密封高压的环境中以水为溶剂兼备高压媒介，然后通过化学反应生成沉淀的方法。目前，用水热沉淀法制备催化剂最典型的例子就是制备W/Al2O3催化剂，即在水热环境中利用Na2WO4·2H2O和盐酸相互沉淀然后将WO3负载在Al2O3上，在这个过程中加入CATBr来防止WO3颗粒聚集，这样就可以制备出高性能的W/Al2O3催化剂，通过对水热沉淀法制备的W/Al2O3催化剂和采用传统的浸渍法制备的W/Al2O3催化剂性能的比较，发现利用水热沉淀法可以进一步提高WO3的分散度。

四、结语

目前，随着化学工业的快速发展，催化剂制备技术的更新也变得越来越快，短时间内已经出现越来越多的不同催化剂的制备技术，除了本文中所描述的一些方法外，当前还有很多新型催化剂制备技术。不少在催化剂研究方面的专家学者已经发现，可以单独使用传统的催化剂制备技术制备催化剂，还可以将这些技术结合起来运用，进行催化剂的制备。例如，可以将超临界技术与浸渍法相结合，以此来制备CuO/AI2O3催化剂。今后，随着我国化工业的发展，我们相信还会有更多新的催化剂制备技术和方法被发现和应用。

参考文献

[1]王公民. 催化剂的制备方法和成型探讨[J]. 硅谷，2012，23：117+116.