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·76· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 38 卷
面临的重要问题。减少贵金属负载量，添加金属助
剂可有效提高贵金属分散性，提高加氢脱氢活性，或
者选择以钼、镍、钨为活性组分的非贵金属催化剂，
有效节约成本，是今后研究的热点。选择 MCM-41、
SBA-15 等介孔分子筛是负载杂多酸的优良载体。将
杂原子（Zr、Ce、La 等）引入介孔材料中，可有效
改善介孔材料的孔道结构，提供适宜的扩散路径和
图 3 机械混合和双重封装法制备的催化剂结构示意图 [40]
Fig. 3 Structure schematic diagram of catalyst prepared by 通道，减小烯烃中间体的扩散限制，使杂多酸（盐）
mechanical mixing and dual encapsulation 和金属更好地分散，从而防止积炭、维持杂多酸结
构，减少裂解反应的发生。充分利用酸位点、金属
5 其他因素对杂多酸基催化剂性能的影响 位点和载体的择形性能，三者间的协同效应是提高
催化活性和选择性的重要途径。
反应时间、压力、温度、杂多酸负载量等也是
开发一些新型杂多酸具有较好的发展前景，新
影响催化剂活性和选择性的重要因素。当反应时间
型杂多酸可能具有特殊的结构和催化性能。开发新
增加时异构化选择性降低，此时双分子机制占主导
型杂多酸或者对杂多酸进行修饰，复合、杂化等研
反应位置, 随着反应时间的进一步延长，较低的加
究（如：改变杂原子和配原子的种类和配比，将功
氢-脱氢活性使烯烃中间体在酸性位上发生积炭，覆 能基团引入到杂多阴离子缺位上等）更需要对杂多
盖了部分酸性位，催化活性显著降低。当反应压力
酸的合成方法、结构理论有更深入的了解，从原子
增加时，促进异构烯烃的加氢反应，异构化选择性 和分子层面认识杂多酸结构与催化活性和选择性的
增加，此时单分子机制占主导位置 [42] 。过低氢/烃物
关系具有重要意义。此外，杂多酸基催化剂的制备
质的量比将导致催化剂表面发生结焦反应，降低催
方法依然是影响催化性能的关键技术之一，开展催
化剂稳定性及选择性，过高氢/烃物质的量比将阻止
化剂制备方法研究也将是今后的重点研究方向之一。
脱氢反应的进行，降低正向转化率，故氢/烃物质的
量比需要综合考虑。此外，异构化反应为可逆微放 参考文献：
热反应，低温有利于提高反应的平衡转化率，抑制 [1] LI S (李劭), WANG H (王昊), WANG M M (王曼曼). Research
烷烃裂解反应，但反应速率很小，达到平衡所需要 progress in C5/C6 paraffin isomerization technologies[J]. Contemporary
Chemical Industry (当代化工), 2014, 43(5): 858-862.
的时间很长。然而温度过高时，虽然催化剂的活性 [2] SONG Z Y (宋兆阳), ZHANG Z T (张征太), CHEN J S (陈金射),
更好，但平衡转化率降低，且裂解反应增加，不仅 et al. Progresses in Pt-M bimetallic bifunctional catalysts for
isomerization of light alkanes[J]. Petrochemical Technology (石油化
会导致目标产物收率降低，还会造成催化剂的积炭 工), 2017, 46(1): 1-8.
失活。因此，烷烃异构化需要一个合适的温度 [43] 。 [3] WANG R (王锐), YANG X (阳雪), MIAO P (缪平). Progress in
2–
随着杂多酸负载量的增加，异构化转化率先增加后 preparation research and industrial application of SO 4 /ZrO 2 catalysts
for light paraffin isomerization[J]. Chemical Industry and Engineering
降低，初始杂多酸增加时，催化剂表面强酸量增加， Progress (化工进展), 2019, 38(11): 4930-4940.
提高了初始反应活性。当杂多酸负载量继续增加时， [4] LI S H (李申惠), LI J (李静), ZHENG A M (郑安民), et al.
杂多酸的分散度逐渐降低，同时过量的杂多酸会吸 Solid-state NMR characterization of the structure and catalytic
reaction mechanism of solid acid catalysts[J]. Acta Physico-Chimica
附大量的烷烃分子，抑制了贵金属的脱氢能力，有 Sinica (物理化学学报), 2017, 33(2): 270-282.
利于双分子机制下的裂化程度增大，选择性降低。 [5] YANG Z Y (杨志远), LIU X X (刘晓霞), XU Y L (徐玉林), et al.
Photocatalytic degradation of organic dye with H 6P 2W 18O 62/TiO 2-SiO 2[J].
因而，杂多酸负载量不宜过多，需要考虑对金属位
Fine Chemicals (精细化工), 2015, 32(5): 571-577.
的影响，才能达到更好的协同作用 [44] 。 [6] OU G Y (欧国勇), YANG H R (杨辉荣), FANG Y X (方岩雄).
Progress in research on supported heteropolyacid catalysts[J]. Chemical
6 结语与展望 Industry and Engineering Progress (化工进展), 2001, 20(8): 18-21.
[7] XU Y D, ZHANG X, LI H L, et al. The support effect over
Pt-H 3PW 12O 40 based metal-acid bifunctional catalysts on the catalytic
经过多年研究，杂多酸基异构化催化剂取得了
performance in n-pentane isomerization[J]. Catalysis Letters, 2009,
长足发展，已成为烷烃异构化催化剂研究和应用领 129(1/2): 215-221.
域的重要组成部分。但是，目前仍然存在许多问题 [8] XU Y D, ZHANG X, LI H L, et al. Promotion effect of lanthanum
addition on the catalytic activity of zirconia supported platinum and
需要研究。如：杂多酸生产成本高；在进行金属还 tungstophosphoric acid catalyst for n-pentane isomerization[J].
原或异构化反应时，杂多酸容易裂解；负载型杂多 Applied Surface Science, 2009, 255(13/14): 6504-6507.
酸催化剂失活较快，再生时会破坏一部分催化剂骨 [9] GARCIA-LOPEZ E I I, MARCI G, KRIVSTOV I, et al. Local
structure of supported keggin and wells-dawson heteropolyacids and
架；活性组分容易脱落等。这都是杂多酸基催化剂 its influence on the catalytic activity[J]. Journal of Physical Chemistry
