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第1章 绪论 1

1.1 催化剂的开发与制备 1

1.2 催化剂的构成和制备 1

1.2.1 催化剂的相态 1

1.2.2 固体催化剂的材质、性能和制备 2

1.3 固体催化剂的工程设计和制备 4

1.4 催化剂的制备工艺和放大研究 5

1.4.1 催化剂的制备工艺和流程分析 5

1.4.2 催化剂制备过程的放大技术 7

1.5 催化剂制备过程的研究前景 9

1.6 催化剂制备的多尺度关联 10

1.7 催化剂制备的典型流程 11

1.7.1 沉淀法 11

1.7.2 浸渍法 11

1.7.3 混合法 12

1.7.4 离子交换法 13

1.7.5 熔融法 14

参考文献 15

第2章 沉淀 17

2.1 沉淀的生成 17

2.1.1 晶核生成 19

2.1.2 晶核生长 19

2.2 沉淀经典理论 20

2.2.1 晶核生成热力学 20

2.2.2 晶核生成动力学 22

2.2.3 晶体生长动力学 23

2.2.4 沉淀新理论 25

2.3 影响晶型沉淀的因素 31

2.3.1 浓度 31

2.3.2 温度 32

2.3.3 搅拌 33

2.3.4 pH 33

2.3.5 表面活性剂 33

2.3.6 杂质 34

2.3.7 Y型沸石合成、晶化条件的讨论 34

2.4 胶态沉淀（无定形沉淀） 46

2.4.1 溶胶 47

2.4.2 凝胶 53

2.4.3 胶凝作用与胶溶作用 59

2.4.4 硅胶、硅铝胶沉淀过程中制备因素讨论 60

2.5 沉淀物老化 71

2.5.1 颗粒长大 71

2.5.2 晶型完善及晶型转变 72

2.5.3 脱水收缩 72

2.6 溶胶-凝胶法生成氢氧化物的科学基础 73

2.6.1 生成氢氧化物机理的探讨 73

2.6.2 硅胶孔结构的形成 76

2.6.3 老化在多孔硅胶形成过程中的作用 80

2.6.4 凝胶“记忆效应” 88

2.7 沉淀条件对载体和催化剂性能的影响 100

2.7.1 沉淀条件 100

2.7.2 制备氢氧化铝沉淀条件的讨论 138

2.7.3 控制氧化铝孔径的方法 157

2.8 共沉淀法（共胶法） 174

2.9 沉淀操作中的工程问题 179

2.9.1 沉淀反应器操作方式的影响 179

2.9.2 沉淀操作中搅拌的影响 182

2.10 沉淀操作单元设备 186

2.10.1 成胶罐 187

2.10.2 搅拌器 189

2.10.3 加热器 189

2.10.4 通风设施 189

参考文献 189

第3章 过滤与洗涤 196

3.1 过滤 196

3.1.1 过滤基本原理 197

3.1.2 影响过滤的主要因素 198

3.1.3 过滤介质的选择 198

3.1.4 絮凝剂 202

3.1.5 过滤设备 205

3.2 洗涤 213

3.2.1 洗涤基本原理 213

3.2.2 洗涤条件对催化剂性能的影响 216

3.2.3 洗涤中值得注意的问题 223

3.2.4 洗涤方式 223

3.2.5 洗涤设备 224

参考文献 225

第4章 干燥 226

4.1 干燥基本原理 226

4.1.1 毛细管流动模型 226

4.1.2 扩散模型 227

4.2 干燥条件对催化剂性能的影响 227

4.2.1 对干凝胶孔结构的影响 227

4.2.2 对载体和催化剂机械强度的影响 231

4.2.3 对活性组分分布的影响 233

4.3 干燥操作中的工程问题 238

4.4 超临界流体干燥技术 240

4.4.1 超临界流体 241

4.4.2 超临界流体干燥技术原理 241

4.4.3 超细氧化铝制备 242

4.5 干燥设备 243

4.5.1 厢式干燥器 243

4.5.2 转筒干燥器 243

4.5.3 转鼓干燥器 244

4.5.4 卧式桨叶式干燥器 244

4.5.5 带式干燥器 245

4.5.6 振动流化床干燥器 245

4.5.7 喷雾干燥 246

4.5.8 气流干燥 246

4.5.9 盘式连续干燥器 247

4.5.10 组合式干燥器 248

参考文献 249

第5章 成型 251

5.1 成型对催化剂性能的影响 251

5.1.1 催化剂形状和尺寸对反应器填充床层压降的影响 252

5.1.2 催化剂形状和尺寸对催化剂有效因子的影响 253

5.1.3 成型对催化剂颗粒机械强度的影响 255

5.2 成型机理 257

5.2.1 粒子间的结合力 257

5.2.2 液体的架桥机理 259

5.2.3 颗粒的成长机理 260

5.2.4 从液体架桥到固体架桥的过渡 261

5.3 成型助剂 262

5.3.1 黏结剂 262

5.3.2 润滑剂 263

5.3.3 孔结构改性剂 263

5.4 压缩成型 265

5.4.1 压缩成型原理 266

5.4.2 影响压缩成型的因素 267

5.4.3 压缩成型条件对催化剂性能的影响 269

5.4.4 压缩成型设备 273

5.5 挤出成型 274

5.5.1 挤出成型过程 274

5.5.2 挤出成型条件对催化剂性能的影响 275

5.5.3 挤出成型设备 302

5.6 转动成型 309

5.6.1 转动成型原理 309

5.6.2 转动成型条件对催化剂性能的影响 310

5.6.3 转动成型设备 314

5.7 喷雾干燥成型 317

5.7.1 喷雾干燥工作原理 317

5.7.2 喷雾干燥成型条件对催化剂性能的影响 321

5.8 油中成型 326

5.8.1 油氨柱成球 326

5.8.2 油柱成球 328

5.8.3 油中成型条件对催化剂性能的影响 329

5.9 其他成型方法 334

5.9.1 喷动造粒 334

5.9.2 冷却造粒 336

5.9.3 纤维状载体成型 336

5.9.4 异形载体成型 338

5.10 固体催化剂机械强度的基础研究 343

5.10.1 固体催化剂床层整体堆积压碎强度模型 343

5.10.2 浸渍与干燥过程催化剂强度影响因素分析 346

5.10.3 焙烧过程催化剂强度影响因素分析 347

5.10.4 硫化过程催化剂强度影响因素分析 348

5.11 改进工业制备技术提高催化剂强度 350

参考文献 354

第6章 浸渍 359

6.1 载体 359

6.1.1 载体的作用 359

6.1.2 载体的选择 360

6.1.3 常用工业载体的性质 361

6.1.4 氧化铝载体 370

6.1.5 非氧化铝载体 372

6.2 浸渍 390

6.2.1 浸渍基本原理 391

6.2.2 浸渍过程影响因素 391

6.2.3 浸渍液配制 403

6.2.4 竞争吸附的作用 408

6.2.5 活性组分浓度分布 410

6.2.6 浸渍数学模型 437

6.2.7 浸渍条件对催化剂性能的影响 440

6.2.8 浸渍操作过程中的工程问题 468

6.3 浸渍操作单元设备 473

6.3.1 过饱和浸渍 473

6.3.2 饱和浸渍 475

6.3.3 流化床浸渍 477

参考文献 477

第7章 焙烧 484

7.1 焙烧基本原理 484

7.1.1 热分解 484

7.1.2 固相反应 485

7.1.3 晶型变化 486

7.1.4 再结晶 486

7.1.5 烧结 487

7.2 焙烧条件对催化剂性能的影响 489

7.2.1 比表面积和孔结构 489

7.2.2 表面酸性 499

7.2.3 晶型和微晶大小 504

7.2.4 催化剂机械强度 509

7.2.5 催化剂活性、稳定性 510

7.3 焙烧操作中的工程问题 520

7.3.1 载体和催化剂焙烧中发生飞温现象 520

7.3.2 重整催化剂焙烧中出现灰球 521

7.4 焙烧设备 522

7.4.1 厢式焙烧炉 522

7.4.2 回转式焙烧炉 522

7.4.3 网带式焙烧炉 523

7.4.4 隧道窑 525

7.4.5 立式管式炉 525

参考文献 526

第8章 还原与硫化 529

8.1 还原与硫化过程 529

8.1.1 还原与硫化过程中的化学反应 530

8.1.2 还原过程中的动力学 531

8.2 还原与硫化条件对还原过程的影响 541

8.2.1 还原与硫化条件 542

8.2.2 重整催化剂A 557

8.2.3 重整催化剂B 561

8.2.4 合成氨催化剂 566

8.2.5 B302Q一氧化碳宽温（耐硫）变换催化剂 570

8.3 还原过程对金属分散度的影响 571

参考文献 576

第9章 几类新型催化剂 579

9.1 膜催化剂 579

9.1.1 膜催化剂的制备 581

9.1.2 膜催化剂的表征 586

9.1.3 膜催化反应和膜反应器 594

9.2 车用催化剂 596

9.2.1 车用催化剂的特性 597

9.2.2 车用催化剂载体 600

9.2.3 车用催化剂 604

9.3 超细颗粒催化剂 611

9.3.1 超细颗粒的特性 611

9.3.2 超细颗粒的化学性质 612

9.3.3 超细颗粒的制备 613

9.3.4 超细颗粒催化剂 619

9.4 均相络合催化剂 622

9.4.1 甲醇羰基化合成乙酸 622

9.4.2 烯烃氢甲酰化反应 624

9.4.3 不饱和烃加氢反应 630

9.4.4 烃类氧化反应 637

9.5 非晶态合金催化剂 648

9.5.1 非晶态合金的特性 649

9.5.2 非晶态合金的制备 649

9.5.3 镍基非晶态合金加氢催化剂与磁稳定床反应器研究开发 652

参考文献 655

第10章 催化剂工业放大 658

10.1 工业放大的基本概念 658

10.2 催化剂的工业放大过程 660

10.2.1 技术交底 660

10.2.2 准备工作 661

10.2.3 工业放大实施中应注意的问题 662

10.2.4 技术总结 662

10.3 催化剂工业放大研究 663

10.3.1 溶胶-凝胶法制备硅铝催化剂工业放大 663

10.3.2 催化剂单元操作研究 668

10.3.3 丙烷氨氧钒-铝氧氮化物催化剂放大控制参数 671

10.3.4 高通量试验（HTE）和工业放大过程 674

10.4 催化剂工业放大中技术因素的考察 677

10.4.1 必控指标的选择和确定 677

10.4.2 过饱和溶液浸渍法负载金属组分含量的调整 677

10.4.3 选用贵金属组分的问题 679

10.4.4 催化剂形状和粒度 680

10.4.5 强度 680

参考文献 680

第11章 催化剂装置工程设计 682

11.1 催化剂装置工程设计的发展现状 683

11.2 催化剂装置工程设计的基本原则 684

11.3 催化剂装置工艺流程设计原则 685

11.4 催化剂装置工程设备的工艺设计原则 687

11.5 催化剂装置布置设计原则 695

11.6 自动控制设计 703

参考文献 705

第12章 催化剂制备过程清洁生产技术 706

12.1 清洁生产含义与原则 707

12.2 催化剂制备过程清洁生产技术应用实例 708

参考文献 741

第13章 CFD模拟在催化剂制备过程中的应用 743

13.1 CFD模拟简介 744

13.2 数值模拟几个典型模型 745

13.2.1 Eulerian-Eulerian（E-E）模型 746

13.2.2 Eulerian-Lagrangian（E-L）模型 748

13.2.3 DEM模型 750

13.2.4 湍流模型 751

13.3 闪蒸干燥过程的数值模拟 754

13.3.1 模拟体系 754

13.3.2 模型网格的划分 754

13.3.3 计算结果 755

13.4 喷雾干燥过程数值模拟 759

13.4.1 几何模型及边界条件 760

13.4.2 模型验证 761

13.4.3 工业喷雾干燥塔模拟 762

13.5 旋转焙烧炉数值模拟 764

13.5.1 模拟方法 765

13.5.2 几何体构建和网格划分 766

13.5.3 模拟结果 768

13.6 结论与展望 769

参考文献 771