催化作用基础 第2版PDF电子书下载

第一章基本概念 1

一、催化科学的重要性 1

二、催化科学的历史发展 1

三、催化科学的特点 3

四、基本概念 4

（一）催化剂与催化作用 4

（二）催化作用的分类 5

（三）催化作用与化学平衡 5

（四）催化作用的一般原理 6

（五）活性与选择性 7

1．活性 7

2．选择性 8

（六）催化剂的活化与失活 10

（七）催化剂的组成 12

1．活性组分 12

目录 12

符号表 12

2．助剂 13

3．载体 13

（八）催化剂的功能与分类 13

五、催化文献的来源 15

问题与习题 18

参考文献 19

第二章吸附作用 20

一、概述 20

二、物理吸附与化学吸附 20

三、吸附位能曲线 21

四、吸附态和吸附化学键 25

五、吸附粒子在表面上的运动 28

六、吸附热 30

七、覆盖度变化对吸附活化能和脱附活化能的影响 34

八、吸附的可逆性 35

九、吸附平衡 35

（一）等温吸附平衡 35

1．吸附等温线的类型 35

2．等温方程 37

（二）其它的吸附平衡 42

十、吸附速率与脱附速率 43

（一）吸附速率 43

（二）脱附速率 44

（三）Elovich方程 44

（四）管孝男方程 45

（五）程序升温脱附技术 45

问题与习题 46

参考文献 48

第三章表征催化剂物理结构的某些参量 50

一、催化剂的表面积 50

（一）表面积的测定 50

（二）活性表面积的测定 55

二、孔结构参量与孔的简化模型 56

（一）催化剂的密度 56

1．堆密度或表观密度 56

2．颗粒密度 57

3．真密度 57

（二）催化剂的孔容 57

（三）孔隙率θ 58

（四）孔的简化模型与孔的平均半径 58

1．平均孔半径 58

2．平均孔长度 59

1．气体吸附法 60

（五）孔体积对孔半径的分布 60

2．汞孔度计法 69

三、催化剂的机械强度 72

四、晶粒大小及其分布 73

问题与习题 76

参考文献 78

第四章气固多相催化反应动力学基础 79

一、基本概念 80

（一）反应速率 80

（二）速率方程与动力学的参数 80

（三）速率控制步骤 81

二、机理模型法建立速率方程 81

1．表面质量作用定律 82

（一）理想吸附层中的速率方程 82

2．表面反应为速控步骤时的速率方程 83

3．吸附或脱附是速控步骤时的速率方程—— 86

4．没有速控步骤时的速率方程——稳定态处理法 88

5．两步机理模型 90

6．表观活化能和补偿效应 93

（二）实际吸附层中的速率方程 94

三、经验模型法建立速率方程 97

四、动力学方法与反应机理 98

（一）动力学数据的测定 99

（二）建立速率方程和拟定机理的实例 101

（三）机理模型的判别准则 105

（四）机理模型的判断方法——压力检定法 106

（五）一种研究动力学和机理的新技术——过渡应答法 107

（一）外扩散对反应动力学的影响 111

五、扩散与反应 111

（二）内扩散对反应动力学的影响 112

1．体相扩散 112

2．Knudson扩散 113

3．构型扩散 114

4．圆柱孔内的反应速率——Thiele理论 115

5．球形颗粒中的反应速率 122

6．任意形状颗粒上的反应速率 124

7．内扩散对反应动力学参数的影响 126

（三）温度对反应发生区间的影响 127

（四）反应区间的识别 128

1．外扩散阻滞效应的识别 128

2．内扩散阻滞效应的识别 129

2．平行反应 130

1．两个独立反应 130

（五）扩散对选择性的影响 130

3．连续反应 131

六、中毒对反应的影响 132

（一）均匀吸附中毒 133

（二）孔口中毒 134

问题与习题 136

参考文献 138

第五章助剂与载体 140

一、助剂 140

（一）结构性助剂 141

（二）调变性助剂 142

二、载体 143

问题与习题 150

参考文献 151

一、固体酸催化剂及其催化作用 152

第六章固体酸催化剂与催化裂化 152

（一）酸碱的定义及性质测定 153

1．酸碱的定义 153

2．酸性质的测定 153

（二）固体酸的分类 158

（三）固体酸性的结构解释 158

（四）酸性质与催化作用 159

1．酸的类型与催化作用的关系 159

2．酸强度与催化作用的关系 160

3．酸量与催化作用的关系 160

二、催化裂化 160

（一）裂化催化剂 161

1．硅铝催化剂 162

2．沸石分子筛催化剂 165

（二）催化裂化化学 171

1．热裂化 172

2．催化裂化 174

三、择形催化 188

（一）择形性 188

（二）ZSM-5 190

问题与习题 192

参考文献 195

第七章过渡金属络合物催化剂及其相关催化过程 197

一、过渡金属络合物中的化学键 197

二、有机金属络合物的反应与催化反应 202

（一）配体取代或交换 202

（二）氧化加成 202

（三）插入反应 203

三、烯烃加氢 204

四、乙烯氧化制乙醛——Wacker方法 204

五、羰基化反应 208

六、Ziegler-Natta过程——α烯烃的定向聚合 211

问题与习题 218

参考文献 218

第八章金属催化剂及其相关催化过程 219

一、引言 219

二、БaлaHдиH多位理论 225

（一）几何对应原则 225

（二）能量对应原则 228

三、金属催化剂上的重要反应 230

（一）加氢反应 230

1．烷烃的生成 230

2．烯烃的生成 230

3．醇类的生成 231

2．直链烷烃的脱氢环化 234

3．烃的氢解 234

1．直链烷烃异构成分支链的烃 234

（二）重整反应 234

4．环烷烃脱氢异构 235

（三）氧化反应 237

四、合金催化的反应 237

五、附载型金属催化剂 239

（一）载体的作用 239

（二）附载双金属催化剂 240

（三）金属－载体间的强相互作用 242

（四）双功能附载金属催化剂 245

（五）烧结问题 248

问题与习题 250

参考文献 251

一、金属氧化物的催化作用 252

第九章金属氧化物的催化作用与催化氧化反应 252

（一）非计量化合物的几种类型 253

（二）计量化合物 255

（三）半导体的能带结构 255

（四）金属氧化物对气体的吸附 261

（五）半导体催化剂的导电性质对催化活性的影响 263

（六）氧化物催化剂的脱出功和反应选择性的关系 267

二、催化氧化反应 270

（一）还原－氧化机理 274

（二）催化剂的酸碱行为 276

（三）催化剂表面上的氧物种 278

（四）氧物种在催化氧化中的作用 281

（五）烃分子的活化 286

三、几个典型催化氧化反应实例 288

（一）乙烯氧化为环氧乙烷 288

（二）丙烯氧化制丙烯醛－αH氧化 292

（三）丙烯氧化为丙酮——双功能作用 299

问题与习题 301

参考文献 304

第十章多相催化剂的设计、制备和评价 306

一、多相催化剂的设计 306

（一）多相催化剂的主要组分和次要组分 307

1．催化剂主要组分的设计 307

2．催化剂次要组分的选择 310

（二）催化剂设计中要考虑的其它问题 313

1．催化反应的结构敏感性和非敏感性 313

2．有关反应物分子表面吸附性能的数据 314

3．对载体的要求和选择 317

2．浸渍法 319

1．天然资源的加工 319

（一）常用的制备方法 319

二、多相催化剂的制备 319

3．滚涂法和喷涂法 323

4．沉淀法 324

5．均匀沉淀法和超均匀沉淀法 334

6．共混合法 335

7．沥滤法 336

8．离子交换法 337

9．均相络合催化剂的固载化 337

（二）固体催化剂的热处理 339

（三）催化剂的成形 341

三、多相催化剂的评价 343

问题与习题 349

参考文献 350

（一）引言 352

第十一章酶催化作用和光催化作用简介 352

一、酶催化作用 352

（二）酶的类型与应用 353

（三）酶催化的机理和动力学 354

（四）阻化剂对酶催化的影响 358

（五）pH以及温度对酶催化的影响 362

二、光催化作用 363

（一）引言 363

（二）固体表面上发生的光催化反应 363

（三）光催化分解水制氢 367

问题与习题 368

参考文献 369

一般参考书 370