1. 研究目的与意义
固体超强酸是近年来开发的一种新型催化材料，其酸强度比100%硫酸更强。在酸催化作用中，固体超强酸克服了液体酸催化剂的许多弊端，对异构化、烷基化、脱水等反应具有很高的催化活性，受到了人们的普遍关注。固体超强酸可分为负载卤素的固体超强酸、杂多酸固体超强酸、SO42-/MxOy型超强酸、负载金属氧化物的固体超强酸及沸石超强酸五大类。其中SO42-/MxOy型固体超强酸不仅具有催化活性高、选择性好、制备方法简单、不污染环境、不腐蚀设备等突出优点，而且对几乎所有的酸催化反应都表现出良好的反应活性和选择性，因而成为催化领域的研究热点之一。但是在酸催化体系中，大多数有机反应都有水产生，而副产物水的生成会导致催化剂失活、原料转化率低、产物后处理烦琐等很多不利因素。针对这些问题，开发疏水性的固体超强酸成为当前研究的一个热点方向。
通过对其疏水化改性的研究，可以使得固体超强酸的催化稳定性得到提高，解决固体催化剂与产物的工业分离、回收、重复利用和再生等工程中存在的问题，大大有效的减少了催化剂的损失，提高生产的效益，更为重要的是它得以被广泛的应用，去为化工业的生产提高了效率。
2. 国内外研究现状分析
最近几十年，国内外研究者通过改善固体超强酸的性能，不断地探索发现，通过添加适量的过渡金属或稀土金属,可以减缓或消除积炭现象,从而延长催化剂的使用寿命。目前添加的主要金属元素多为pt、ni、fe和mn等,尤其是金属pt,改性性能最为显著。国外学者通过将pt负载在so42-/zro2上用于c5-c6异构化反应，实验结果表明改性后的催化剂寿命显著延长，且活性增加。yori等分别制取pt/al2o3、so42-/zro2和pt-so42-/zro2三种催化剂在氢气氛围中做对比实验，其中pt/al2o3没有强酸性；so42-/zro2虽然具有超强酸性，但易失活；pt-so42-/zro2克服了以上两种催化剂共有的缺点，既有超强酸性，又不容易发生积炭现象。其原因可能是后者具有双官能（金
属、酸性）系统,由于so42-与pt相互作用,使吸附在pt上的h2容易离解成氢原子,氢原子一方面在超强酸中心上形成h 质子酸,增加了酸量,同时可以使催化剂表面的结焦加氢除去,而so42-/zro2只具有单一的酸性功能系统,h2不容易离解成氢原子从而不具有良好的活性。这些均为后来者提供了明确的方向。
同时还有引入纳米材料或磁性纳米材料，采用以纳米稀土复合固体超强酸so42-/zro2-la2o3为催化剂合成氯乙酸乙酯，或者利用纳米固体超强so42-/zno-moo3催化合成乙酸异戊酯等，研究转化率与其催化剂的稳定性；引入分子筛可提高催化剂的热稳定性和比表面积，且提供均一的介孔结构，去研究催化活性；引入促进剂的改性，通过s2o82-代替so42-或者引入稀土离子或其它金属离子，从而去研究固体超强酸的催化活性；又或是引入交联剂，改善其热稳定性。
3. 研究的基本内容与计划
（1）掌握硫酸促进型固体超强酸的制备方法。
（2）熟悉固体超强酸的失活原因以及存在的问题。
（3）掌握固体超强酸在反应中所处的离子分布状态。
4. 研究创新点
固体超强酸是近些年快速发展的研究热点之一，固体超强酸对几乎所有的酸催化反应都表现出很高的反应活性和选择性，且具有酸强度高、对环境友好、不腐蚀反应装置和可重复利用等特点，为绿色化学工业的前进打下一定的基础。固体超强酸的发展，一方面要解决SO42-容易流失的问题，它给酸催化反应造成了很大的阻碍：反应催化活性降低，生产物的转化率下降，并且游离的离子对生成物的提取造成了一定的困难。另一方面，固体超强酸催化剂的疏水性及可重复利用，它在反应中保持疏水的特性，使得反应可以充分的进行，产物的转化率也得到提升。更为重要的是，回收利用固体超强酸，可以使得催化反应的污染得到降低，为工业催化反应提供很好的绿色工艺道路。此外，固体超强酸的研究也为其他工艺发展做了榜样，使得工业与环境能够可持续发展，为绿色工艺道路提供了方向。
随着科学技术和国民经济的快速发展，化学产品已经遍布我们生活的各个方面。固体超强酸在其中扮演着重要的作用，它为一些化学品的生产提供保障，同时它又为环境的保护提供了桥梁。固体超强酸已成为化工催化领域的重要部分，也将是未来该研究领域发展的主流之一。虽然前人已将其发展到很高的地步，但是它还有一些弊端值得我们去进行深入研究和发现。同时随着科学的进步，它今后的应用前景将更为广阔。
