第一章 催化剂和催化作用 1
一、化学反应的速度与活化能概念 1
二、催化剂与催化反应的重要性 2
三、催化剂和催化反应的类型 4
四、催化剂的作用 7
五、从氨合成催化剂研究的进展看催化学科的发展 8
参考文献 15
第二章 化学反应——化学键的形成与断裂 17
一、化学键的形成与断裂 17
二、原子轨道和络合物的晶体场理论模型 19
(一)原子轨道 19
(二)晶体场理论模型 26
三、LCAO分子轨道法概要和配位场理论模型 34
(一)LCAO分子轨道法概要 34
(二)络合物的配位场理论 66
(三)过渡金属络合物中的σπ配键 72
附录(一)CNDO方法 80
附录(二)自洽场Xα多重散射波(SCF-Xα-SW)方法 89
参考文献 92
第三章 均相催化作用 94
一、酸、碱催化作用 94
(一)酸、碱定义和性质 94
(二)均相酸、碱催化作用 99
二、配位络合催化作用 108
(一)与催化作用有关的过渡金属络合物的一些重要性质和反应 111
(二)催化加氢 126
(三)炔类加合反应 134
(四)羰基合成 137
(五)烯类、二烯类聚合和定向聚合 144
(六)烯类氧化取代反应 156
(七)烯烃歧化 163
(八)均相络合催化作用小结 171
三、自由基引发催化作用 180
(一)自由基的催化引发 181
参考文献 183
(二)催化剂对链增长和链终止反应的影响 183
第四章 吸附和多相催化反应动力学 185
一、化学吸附 186
(一)物理吸附、化学吸附及其鉴别 186
(二)化学吸附态 191
(三)各种吸附态的可能成因 207
(四)化学吸附在多相催化反应中的应用 218
(一)吸附等温式 225
二、多相催化反应动力学 225
(二)吸附和脱附速度方程 233
(三)多相催化反应动力学方程的建立 235
(四)多相催化反应动力学方程的应用 246
附录(一)Freundlich方程的推导 255
附录(二)TeMkин推广式的推导 256
参考文献 260
第五章 固体酸、碱催化作用 262
一、典型固体酸催化反应及催化剂示例 263
(一)烷烃分子活化的几种方式及烷烃的酸催化裂解 268
二、烃类的酸催化反应及正碳离子机理 268
(二)烯烃的酸催化反应 273
(三)其他烃类的酸催化反应 276
(四)正碳离子机理小结 280
三、酸中心的检验及其本质 283
(一)酸中心类型及其检验 283
(二)表面酸中心强度的测定 290
(三)酸中心表面密度的测定 292
(一)酸中心类型与催化剂活性、选择性的关系 293
四、酸中心与催化活性、选择性的关系 293
(二)酸中心强度与催化剂活性、选择性的关系 296
(三)酸中心表面密度与催化活性的关系 297
五、分子筛沸石催化剂的催化作用 299
(一)分子筛沸石的命名 299
(二)分子筛沸石的结构简介 301
(三)分子筛催化剂的催化作用特点 309
(四)分子筛催化剂的酸中心的结构与本质 314
六、固体碱催化反应机理 320
参考文献 323
第六章 过渡金属化合物固体催化剂催化作用(Ⅰ)配位络合催化作用 327
一、过渡金属化合物固体催化剂配位络合催化反应及催化剂类型示例 327
二、乙烯线型聚合及丙烯等规定向聚合机理 331
(一)低压聚乙烯Ziegler型催化剂 331
(二)低压聚乙烯高效负载型铁系催化剂 333
(三)乙烯中压聚合Phillips型氧化铬/硅胶催化剂及乙烯气相聚合环戊二烯铬/硅胶催化剂 334
(四)丙烯的定向聚合及第三组分的作用 339
三、乙烯氧化取代催化作用机理 348
(一)乙烯气相合成乙酸乙烯酯Pd-Au-KOAc-SiO2催化剂催化作用机理 348
(二)乙烯气相合成乙醛催化剂作用机理 353
四、烯烃歧化或复分解负载型钨钼系催化剂 356
五、乙炔合成苯固体催化剂作用机理 357
六、均相络合物催化剂的固相化 360
参考文献 361
第七章 过渡金属化合物固体催化剂催化作用(Ⅱ)复氧化物催化剂配位络合电子迁移催化作用 363
一、过渡金属复氧化物催化剂类型及催化反应示例 363
(一)V2O3,V2O4.33的结构 373
二、钒系复氧化物催化剂及其在各类反应中的作用机理 373
(二)二氧化硫氧化作用机理 376
(三)芳烃、C4烃选择氧化制顺酐、苯酐 379
(四)烃类选择氧化反应钒系催化剂中助催剂的作用问题 386
三、钼铋系复氧化物催化剂及其在各类反应中的 390
作用机理 390
(一)氧化钼-氧化铋系催化剂的结构简介 390
(二)丙烯氧化合成丙烯醛 392
(三)丙烯氨氧化合成丙烯腈 396
(四)丁烷、丁烯的氧化脱氢 402
(五)钼铋系七组分催化剂助催剂的作用问题 406
四、氧化钴-氧化钼临氢脱硫催化剂作用原理 408
五、尖晶石型复氧化物催化剂作用原理 412
(一)乙基苯脱氢制苯乙烯铁铬系催化剂作用原理 412
(二)一氧化碳变换反应及氧化铁系复氧化物催化剂作用原理 414
六、半导体催化剂催化作用电子理论 418
七、复氧化物催化剂中的电子迁移与催化活性 425
八、氧化物表面M=O键能与催化剂活性、选择性 429
参考文献 434
第八章 金属催化剂催化作用 437
一、金属催化剂重要类型及重要催化反应示例 437
二、乙烯环氧化催化作用 441
(一)乙烯环氧化工业催化剂 441
(二)乙烯环氧化反应机理 445
(三)乙烯环氧化中助催剂、促进剂的作用及新型催化剂 447
三、氨合成催化剂催化作用 451
(一)合成氨催化剂简况 451
(二)熔铁催化剂的结构 452
(三)各种助剂的作用及含量的最佳值范围 456
(四)氨合成铁催化剂活性中心模型及其作用机理 461
四、烃类催化重整催化剂作用原理 467
(一)催化重整反应及重整催化剂 467
(二)烃类(烷、烯、环烷、芳烃)在过渡金属上的吸附态及烃类脱氢 473
(三)催化重整作用机理 478
五、其他重要类型金属催化剂简介 483
(一)镍系催化剂 483
(二)裂解气中炔烃选择加氢催化剂 486
六、金属催化剂的电子迁移、d空穴与催化活性 489
七、多位理论的几何因素与能量因素 493
八、对多位理论及电子理论的评价 503
参考文献 508
第九章 催化剂制备基本原理 511
一、催化剂制备一般方法及其孔结构形成的特点 512
二、孔结构、表面积与催化剂性能的关系 516
三、晶状沉淀过程及晶粒大小的控制 518
四、胶状沉淀过程分析及胶粒大小的控制 523
五、影响相结构的若干因素 530
六、均匀沉淀法与超均匀沉淀法 537
七、负载型催化剂的制备 539
八、沉淀的洗涤、过滤与干燥 546
九、催化剂的成型 551
十、催化剂的煅烧与活化 554
十一、热熔融法简介 558
十二、均相催化剂的多相化——化学交联法 559
参考文献 564