绪论 1
一、课程的性质和任务 1
二、课程的主要内容 2
三、课程的教学安排 3
四、工业催化参考文献简介 3
第一章 催化作用与催化剂 4
第一节 催化作用的定义与特征 4
一、定义 4
二、特征 5
第二节 催化剂的组成与功能 6
一、催化剂的组成 6
二、载体的功能 8
一、活性和选择性指标 11
第三节 对工业催化剂的要求 11
二、稳定性和寿命指标 13
第四节 均相催化与均相催化剂简介 14
第二章 吸附作用与多相催化 15
第一节 多相催化的反应步骤 15
一、外扩散与外扩散系数(DE) 15
二、内扩散与内扩散系数(DI) 16
三、反应物分子的化学吸附 17
四、表面反应 17
五、产物的脱附 18
第二节 吸附等温线 18
一、简单的Langmuir吸附等温式 18
二、解离吸附的Langmuir等温式 19
三、竞争吸附的Langmuir等温式 20
四、非理想的吸附等温式 20
第三节 金属表面上的化学吸附 21
五、Brunauer-Emmett-Teller吸附等温式-简称BET公式 21
一、化学吸附研究用的金属表面 22
二、金属表面上分子的吸附态 22
三、分子在金属上的活化与其吸附强度 23
四、金属表面上化学吸附的应用 24
第四节 氧化物表面上的化学吸附 25
一、半导体氧化物上的化学吸附 25
二、绝缘体氧化物上的化学吸附 26
三、氧化物表面积的测定 27
第三章 各类催化剂及其催化作用 28
第一节 酸碱催化剂及其催化作用 28
一、固体酸、碱的定义和分类 28
二、固体表面的酸、碱性质及其测定 28
三、酸、碱中心的形成与结构 32
四、固体酸、碱的催化作用 35
第二节 分子筛催化剂及其催化作用 38
一、分子筛的结构构型 39
二、分子筛催化剂的催化性能与调变 43
第三节 金属催化剂及其催化作用 47
一、金属和金属表面的化学键 48
二、金属和金属表面的几何构造 51
三、晶格的缺陷与位错 53
四、晶格不规整性与多相催化 54
五、金属催化剂催化活性的经验规则 56
六、负载型金属催化剂的催化活性 58
七、合金催化剂及其催化作用 60
第四节 金属氧化物和硫化物催化剂及其催化作用 61
一、概述 61
二、半导体的能带结构及其催化活性 61
三、氧化物表面的M＝O键性质与催化剂活性选择性的关联 63
四、复合金属氧化物催化剂的结构化学 65
五、金属硫化物催化剂及其催化作用 69
一、概述 72
第五节 络合催化剂及其催化作用 72
二、过渡金属离子的化学键合 73
三、络合催化中的关键反应步骤 75
四、络合催化循环 77
五、配位场的影响 81
第四章 工业催化剂的制备与使用 83
第一节 工业催化剂的制备 83
一、沉淀法 84
1.沉淀过程和沉淀剂的选择 84
2.沉淀法的影响因素 85
3.均匀沉淀法与共沉淀法 87
4.沉淀物的过滤、洗涤、干燥、焙烧、成型和还原操作 88
5.沉淀法制备催化剂的案例分析--活性Al2O3的制备 92
1.载体的选择和浸渍液的配制 94
二、浸渍法 94
2.活性组分在载体上的分布与控制 95
3.各种浸渍法及其评价 98
4.浸渍颗粒的热处理过程 99
三、混合法 101
四、离子交换法 101
五、熔融法 102
第二节 工业催化剂的使用 102
一、运输、贮藏与填装 102
二、升温与还原 104
三、开停车及钝化 105
1.开车 105
2.停车及钝化 105
四、催化剂的使用、失活与再生 105
1.催化剂使用中的变化 105
2.催化剂的失活 106
3.催化剂的再生 108
第五章 工业催化剂的活性评价与宏观物性的表征 110
第一节 催化剂活性测试的基本概念 110
一、活性测试的目标 110
二、实验室活性测试反应器的类型及应用 111
1.反应器分析的基本概念 111
2.间歇式反应器 115
3.暂态反应器 117
4.连续流动反应器 118
第二节 催化剂活性的测定 125
一、影响催化剂活性测定的因素 125
1.催化剂颗粒直径与反应管直径的关系 125
2.外扩散限制的消除 125
3.内表面利用率与内扩散聘限制的消除 126
二、测定活性的实验方法 127
三、活性测试的实例 128
1.钴钼加氢脱硫催化剂的活性测试 128
2.氨合成催化剂的活性测试 129
3.丙烯选择性氧化催化剂的活性及反应动力学的测试 130
第三节 催化剂的宏观物性及其测定 131
一、催化剂的表面积及其测定 131
1.表面积与活性 131
2.比表面测定原理 132
3.比表面积的实验测定 132
二、催化剂的孔结构及其测定 134
1.孔结构与活性和选择性 134
2.催化剂孔结构的测定 136
三、催化剂机械强度的测定 141
1.抗压碎强度 142
2. 磨损强度 143