固体碱性催化剂材料的应用

伍浩鹏

摘 要：使用固体催化剂能够有效避免可溶解性的催化剂导致的麻烦，能够较容易地分立产物和反应物并且不对环境造成破坏，固体酸碱性催化剂的应用尤为广泛，其中固体碱性催化剂的优势是其它固体或者液体催化剂所无法比的，固体碱性催化剂能够有效分立催化剂和溶剂，更重要的是不具有腐蚀性，但是有关专家对其研究甚少，笔者在这里探讨固体碱性催化剂材料的应用。

关键词：固体；碱性催化剂；材料；应用

目前，受到环境保护主题的影响，工业生产中如何有效保护环境成为热点问题，环境友好催化剂也就越来越受到关注。固体碱性催化剂有着高活性、反应条件低、易于分离产物及保护环境的优势，逐渐发展成为未来的环境友好型催化剂。大量的研究实践证明，很多化学反应都需要在碱性的环境下开展，特别对于精细化工等方面，人们对固体碱性催化剂的热情逐渐被点燃，对固体碱性催化剂的研究及应用，本文主要探讨一下几个方面。

1 KF型固体碱

KF型固体碱的研究比较早，通常其制成方法是把KF分散在各种各样的载体上例如像NaY沸石，、等等。实际上在1986年Ando等人就早就使用KF作为催化剂开展了苯酚邻甲酞化实验。Villemin等人也开始使用作为催化剂，在在氧化剂碘存在

下用烯烃和活泼亚甲基化合物反应合成了环丙烷衍生物。他们这一实验都给药物活性的环丙烷基二麟酸四乙醋的合成打下了基础。通过使用催化剂苯甲醛和丙二酸的反应观察发现，最终实验产物对象的收率很高，不同于之前使用的机碱，固体碱性催化剂省去了酸洗、水洗及干燥等步骤，操作方便，并且能够有效和产物对象分离开，避免了废弃碱液的排放。固体碱性催化剂可以被重复使用达到八次，稳定性好，是比较受欢迎的能够起到保护环境的催化剂。

之后，龚成斌等研究者针对以N为载体的新种类的固体碱也开展了探究，并且发现，这种新型的固体碱的碱性强度是9.3-15之间的时候和经常被使用的固体碱有同样的催化强度。但是通过进行金属钠或者苯基钠的实验也可以制成有同样碱性强度的达到27以上的固体超强碱。同样在进行缩合反应的时候，其催化性能也很好，这一新领域值得学者们继续探讨。

2 含磷型固体碱

含磷型的固体碱使用比較少，属于新兴的，一般情况下，磷的存在形态是无机机态的就像、等等。当然，也有以有机磷为基础形式存在的。例如，曹胜利等人之前使用作为碱，有效催化了亚甲基化合物和卤代烷并得到了烷基化反应，此外，他们为了能够观察无水磷酸钾使用为固体碱的情况，学者们使用卤代烷，在特定的温度条件下，使用乙睛作为溶剂，观察反应。最终的实验结果显示，丙二酸二乙醋和乙酞乙酸乙酷在上面的实验过程中，能够可以和溴代烷以及伯溴代烷有效反应，获得良好的收率。此外，金属磷的酸碱类催化剂具有各种各样的形态，其催化功能也有很多，既可以使用为酸性的催化剂也可以用作碱性的催化剂。

曾仁权等研究人员第一次使用二甲胺乙基麟酸与氯化钡的有效反应，最后制成二甲胺乙基麟酸钡，运用NaOH这一溶液对其进行处理，最后得到了固体碱，通过测试，固体碱的碱强度是9.3-15之间，类似于使用同样方法测试的的碱性的强度。使用固体碱用作催化剂的方法，在表面上碱性强弱程度是同样的，因此，能够为更好地处理样品对象提供方法。

目前虽然我们已经具备了表征碱性位的方式，但是有时候也不能完全满足要求，需要新的活性位被揭示出来，以此促进固体碱性催化剂的进一步研究。毋庸置疑，针对催化剂表面活性位和反映机制的相关的理论的计算对研究固体碱性催化剂有帮助，量子化学计算能够有效证明实验现象，对固体碱性催化剂的有价值研究起到推动作用，但是理论计算毕竟存在限制，需要大量的实例研究。

此外，还可以进一步研究如何将固体碱性催化剂运用在新的反应体系中，例如，可以寻找只需要使用均像碱性催化剂的催化反应，根据目前催化机制原理，应该有更多的类似的有机反应，能够为固体催化剂的运用提供大量数据基础。

3 结语

受到清洁生产及环保的响应，固体催化剂在工业中的运用逐渐成为趋势，既可以运用在分子缩合反应中也可以运用在石油中用来脱出其中的硫醇。但是，目前有一个问题就是固体活性碱可能被二氧化碳等混合產生毒气，需要加强其在空气的中稳定性，避免产生有害物质。因此，探索有机磷酸盐固体盐是克服这一问题的方向。此外，由于很多化学运用都需要在超强碱的环境下进行，所以需要对此加强研究，创造更大的经济效益。

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