基于固体核磁共振技术的固体酸结构、酸性及活性分析

杨文杰，黄 骏

基于固体核磁共振技术的固体酸结构、酸性及活性分析

杨文杰，黄 骏*

催化工程实验室，化学与生物分子工程学院，悉尼纳米中心，悉尼大学，新南威尔士州 2006

固体酸是工业烃转化和生物质精炼中应用最广泛的非均相催化剂之一，了解它们的局部结构和酸性等性质有利于合理设计高效绿色固体酸催化剂，从而提高目标反应的活性和稳定性．近年来，固体核磁共振波谱在定性和定量表征固体酸的局部结构和酸性方面已显示出巨大的应用潜力，甚至可作为一种标准方法．二维固体核磁共振波谱的应用可以进一步揭示固体酸表面位点的结构对称性和不同位点的空间构效关系，从而加深对“催化剂结构-酸性-活性关系”的理解．在这篇综述中，我们总结了用于固体酸表征的固体核磁共振波谱方法和常规实验操作流程，并着重阐述了在使用和不使用探针分子的情况下，固体核磁共振波谱应用于固体酸局部结构和酸性性质研究的进展．

布鲁斯酸；路易斯酸；固体酸；酸位结构；固体核磁共振波谱

引 言

固体酸作为目前工业上使用的最多最重要的多相催化剂之一，在许多重要的化学过程中，尤其是在碳氢化合物和燃油的生产过程中，已逐步取代了具有腐蚀性和危险性的液体酸催化剂．目前，对于固体酸催化剂的需求随着近年来环保意识的逐渐增强、绿色新能源的快速发展，以及可持续化工的大力提倡而进一步增加．通常，酸有两种类型：布鲁斯酸（BAS）和路易斯酸（LAS），它们在催化反应的初始阶段表现出完全不同的性能．例如，BAS会向反应物提供酸性质子，从而引发反应发生；……