第一章 绪论 1
一、催化科学的重要性 1
二、催化现象的出现及催化科学的形成 2
三、催化科学的特点 3
四、基本概念 3
（一）催化剂与催化作用 3
（二）催化作用的分类 4
（三）催化作用与化学平衡 4
（四）催化作用的一般原理 5
（五）催化活性与目的产物的选择性 6
（六）催化剂的功能与分类 7
五、催化领域的期刊及会议论文集 8
（一）期刊 8
（二）会议论文集 10
六、一般参考书 12
参考文献 12
第二章 吸附作用 13
一、概述 13
二、物理吸附与化学吸附 13
三、吸附位能曲线 14
四、化学吸附的分子轨道图 18
五、吸附态和吸附化学键 20
（一）氢的吸附 20
（二）氧的吸附 21
（三）CO的吸附 22
（四）烃的吸附 23
六、吸附粒子在表面上的运动 24
七、溢流效应 25
八、吸附热 26
（一）几种吸附热的定义 26
（二）吸热吸附和放热吸附 27
（三）吸附热与覆盖度的关系 28
（四）吸附热在催化反应中的重要性 29
九、吸附速率和脱附速率 30
（一）理想吸附模型的吸附和脱附速率方程 31
（二）真实吸附模型的吸附和脱附速率方程 32
十、吸附平衡 33
（一）吸附等温线 34
（二）等温方程 35
参考文献 38
第三章 催化剂某些宏观结构参量的表征 39
一、催化剂的表面积 39
（一）表面积的测定 40
（二）活性表面积的测定 43
二、孔结构参量与孔的简化模型 44
（一）催化剂的密度 44
（二）催化剂的孔容 45
（三）催化剂的孔隙率 45
（四）孔的简化模型与结构参数 46
（五）毛细管凝聚与孔径分布 47
三、颗粒大小及其分布 54
四、催化剂的机械强度 58
参考文献 59
第四章 气固多相催化反应动力学基础 60
一、基本概念 61
（一）反应速率 61
（二）速率方程与动力学参数 61
（三）速率控制步骤 62
（四）表面质量作用定律 62
二、机理模型法建立速率方程 63
（一）理想吸附模型的速率方程 63
（二）实际吸附模型的反应速率方程 71
三、经验模型法建立速率方程 73
四、动力学方法与反应机理 75
（一）动力学数据的测定 75
（二）建立速率方程和拟定机理的实例 77
（三）机理模型研究的几种动力学方法 80
五、扩散与反应 85
（一）扩散对反应动力学的影响 85
（二）内扩散对反应动力学的影响 86
（三）温度对反应发生区间的影响 97
（四）扩散影响的识别和估计 98
（五）扩散对选择性的影响 101
六、扩散对催化剂中毒的影响 103
（一）均匀吸附中毒 103
（二）孔口中毒 104
参考文献 106
第五章 固体酸催化剂与催化裂解 107
一、固体酸催化剂及其催化作用 107
（一）酸碱的定义及性质测定 107
（二）固体酸的分类 111
（三）固体酸性的结构 111
（四）酸性质与催化作用 112
二、催化裂解 113
（一）裂解催化剂 114
（二）催化裂解化学 122
三、择形催化 134
（一）择形性 135
（二）ZSM-5 136
参考文献 138
第六章 过渡金属配合物催化剂及其相关催化过程 139
一、过渡金属配合物中的化学键 139
二、有机金属配合物的反应与催化反应 142
（一）配体取代或交换 142
（二）氧化加成 143
（三）插入反应 143
三、烯烃加氢 144
四、乙烯氧化制乙醛——Wacker过程 145
五、羰基化反应 147
六、Z？egler-Natta过程？α-烯烃的定向聚合 149
参考文献 154
第七章 金属催化剂及其相关催化过程 155
一、引言 155
二、巴兰金多位理论 160
（一）几何对应原则 160
（二）能量对应原则 162
三、金属催化剂上的重要反应 164
（一）加氧反应 164
（二）重整反应 167
（三）氧化反应 171
四、合金催化剂上的反应 171
五、负载型金属催化剂 172
（一）载体的作用 172
（二）负载型双金属催化剂 173
（三）金属-载体间的强相互作用 174
（四）双功能负载型金属催化剂 176
（五）烧结问题 179
参考文献 181
第八章 金属氧化物的催化作用与催化氧化反应 182
一、金属氧化物的催化作用 182
（一）非计量化合物的几种类型 182
（二）计量化合物 185
（三）半导体的能带结构 185
（四）金属氧化物对气体的吸附 190
（五）半导体催化剂的导电性质对催化活性的影响 191
（六）氧化物催化剂的脱出功和反应选择性的关系 195
二、催化氧化反应 197
（一）还原-氧化机理 198
（二）催化剂的酸碱行为 200
（三）催化剂表面上的氧物种 202
（四）氧物种在催化氧化中的作用 203
（五）烃分子的活化 208
三、几个典型的催化氧化反应实例 211
（一）乙烯氧化制环氧乙烷 211
（二）丙烯氧化制丙烯醛——αH氧化 214
（三）丙烯氧化为丙酮——双功能催化作用 219
参考文献 221
第九章 固体催化剂设计 223
一、催化剂设计的总体考虑 223
二、催化剂主要组分的设计 224
（一）根据有关催化理论的参数进行考虑 225
（二）基于催化反应的经验规律 228
（三）基于反应物分子活化模式的考虑 232
（四）催化剂主要组分设计实例——丙烯脱氢环化生成苯催化剂的设计 236
三、助催化剂的选择与设计 238
（一）助催化剂的种类与功能 238
（二）助催化剂的设计 240
四、载体的选择 244
（一）载体的作用 244
（二）载体的种类 246
（三）几种主要的载体 248
（四）对载体的要求和选择 254
五、催化剂物理结构的设计 255
（一）催化剂的物理结构对催化反应的影响 256
（二）催化剂的形状选择 256
（三）催化剂的比表面及孔结构的设计与选择 258
（四）催化反应的结构敏感性和非敏感性 259
参考文献 260
第十章 固体催化剂的制备 261
一、催化剂制备方法的选择 261
二、常用的制备方法 262
（一）天然资源的加工 262
（二）浸渍法 262
（三）滚涂法和喷涂法 267
（四）沉淀法 268
（五）共混合法 278
（六）沥滤法（骨架催化剂的制备方法） 279
（七）离子交换法 280
（八）均相络合催化剂的固载化 281
（九）气相合成法 283
三、固体催化剂的热处理 283
（一）煅烧 284
（二）催化剂的活化 286
四、催化剂的成型 286
（一）压片和挤条成型 286
（二）喷雾成型 288
参考文献 288
第十一章 多相催化剂的评价 289
一、评价装置 289
（一）固定床反应器和流化床反应器 289
（二）积分反应器和微分反应器 291
（三）静态反应器和动态反应器 291
（四）评价时要注意的几个因素 293
（五）全自动催化反应的实验系统 293
二、催化剂的失活、再生与寿命 297
（一）催化剂的失活 297
（二）催化剂的再生 300
（三）催化剂的寿命考察 301
参考文献 302
第十二章 酶催化作用和光催化作用简介 303
一、酶催化作用 303
（一）引言 303
（二）酶的类型与应用 303
（三）酶催化的机理和动力学 305
（四）辅酶和辅基 308
（五）阻化剂对酶催化的影响 310
（六）酶的模拟 313
（七）温度和pH值对酶催化反应的影响 314
二、光催化 315
（一）引言 315
（二）光催化作用的类型 316
（三）光催化反应中两个重要的参数 317
（四）半导体化合物的基本性质 319
（五）光催化作用举例 323
参考文献 328
第十三章 新催化材料 329
一、金属碳化物及氮化物 329
（一）金属碳化物和金属氮化物的结构 329
（二）金属碳化物和氮化物的催化性能 330
（三）金属碳化物及氮化物的合成方法 331
（四）金属碳化物和氮化物在催化中的应用举例 332
二、非晶态合金（金属玻璃）催化剂 336
（一）负载型非晶态合金的制备 336
（二）负载型非晶态合金催化剂在催化中的应用 337
三、不对称（手性）合成催化剂 341
（一）简介 341
（二）手性化合物的制备 342
（三）不对称催化合成反应的重要评价指标 342
（四）不对称催化合成的分类 343
（五）不对称合成的催化剂 343
（六）不对称催化合成反应 344
（七）手性配合物的固载化 346
四、纳米催化材料 347
（一）纳米粒子概述 347
（二）纳米粒子的结构及特性 347
（三）纳米粒子的制备 348
（四）纳米粒子在催化领域中的应用 349
五、介孔分子筛 354
（一）介孔分子筛的合成 354
（二）介孔分子筛的组成、结构和表征分析 357
（三）介孔分子筛的应用 358
六、低温反应催化剂 360
（一）一氧化碳氧化 360
（二）饱和烷烃的催化转化 361
（三）低温合成碳酸二甲酯所用CaO催化剂 363
（四）甲烷低温燃烧催化剂 364
参考文献 366
第十四章 催化过程中应用的几种耦合技术 367
一、催化与膜技术的耦合 367
（一）引言 367
（二）几种重要的无机膜 367
（三）膜同催化剂的组合类型 369
（四）膜催化反应举例 369
（五）膜反应器 371
二、催化与超临界流体应用的耦合 374
（一）临界温度和临界压力 374
（二）超临界流体的一些特点 374
（三）超临界流体的应用领域 374
（四）超临界技术在催化剂制备方面的应用 375
（五）超临界流体在多相催化反应中的应用 376
（六）超临界流体在均相催化反应中的应用 380
三、催化过程中的能量耦合 381
参考文献 383
第十五章 环境催化 384
一、治理环境污染的一些热点催化课题 384
（一）富氧条件下消除NO？ 384
（二）SO？的消除及一步法同时消除NO？和SO？的混合物 385
（三）VOCs废气的催化消除 385
（四）机动车尾气的治理 386
（五）氟氯烃类的催化分解 386
（六）低层大气中臭氧的催化消除 386
（七）CO2的利用 387
二、化学工业领域亟待开发的环境友好的催化过程 387
（一）异丁烷和丁烯烷基化制高辛烷值的化合物 387
（二）金属氮化物上加氢脱氮（HDN）和加氢脱硫（HDS） 388
（三）非晶态合金催化剂用于有机化合物的加氢 388
（四）烃类选择氧化 388
（五）烯烃羰基合成 389
三、其他 389
（一）光降解和生物降解塑料 389
（二）洁净煤技术 389
参考文献 389