第1章 催化剂的一般知识 1
1-1 概述 1
1-2 催化剂的分类 2
1-2-1 按催化反应的物相体系分类 2
1-2-2 按催化剂的作用机理分类 4
1-2-3 按周期表的元素及其化合态分类 6
1-2-4 按催化剂工业应用分类 7
1-3 催化剂的化学组成 7
1-3-1 主催化剂 8
1-3-2 助催化剂 10
1-3-3 载体 12
1-3-4 催化剂组成的表示方法 15
1-4 催化剂的宏观性质 16
1-4-1 形状和粒度 16
1-4-2 密度 18
1-4-3 孔结构 19
1-4-4 比表面积 24
1-5 催化剂的基本性能要求 27
1-5-1 活性 27
1-5-2 选择性 30
1-5-3 稳定性 31
1-5-4 使用寿命 32
1-5-5 再生性 34
第2章 催化剂开发——从实验室至工业规模 36
2-1 概述 36
2-2 催化剂开发的一般顺序 36
2-2-1 开发的准备阶段 37
2-2-2 催化剂主要成分——活性组分的选择 39
2-2-3 催化剂载体的选择 47
2-2-4 催化剂次要组分的选择 50
2-2-5 催化剂的实验室制备及活性评价 51
2-2-6 催化剂的寿命试验 62
2-3 放大制备催化剂 65
2-3-1 放大制备及试生产的前期工作 65
2-3-2 放大制备的影响因素 67
2-3-3 放大制备举例——甲醇气相脱水制二甲醚催化剂的制备 69
2-4 中型评价试验 71
2-5 工业应用试验 75
2-6 技术资料汇集及技术鉴定 77
第3章 催化剂制备的一般特点及质量控制 79
3-1 催化剂制备的一般特点 79
3-2 原料的选择及使用 81
3-2-1 原料的采购及科学管理 81
3-2-2 化学试剂 82
3-2-3 贵金属资源 83
3-2-4 稀土元素及其化合物 85
3-3 催化剂生产中的质量控制 87
3-3-1 化工原料的入厂检验 88
3-3-2 化学组成分析 88
3-3-3 相组成分析 89
3-3-4 物化性质分析 90
3-3-5 活性评价 95
第4章 固体催化剂的制备方法 98
4-1 概述 98
4-2 沉淀法制备催化剂 100
4-2-1 沉淀法制备催化剂的基本原理 100
4-2-2 沉淀剂的选择 102
4-2-3 沉淀法制备催化剂的工艺过程 102
4-2-4 沉淀条件对催化剂性能的影响 102
4-2-5 沉淀的过滤与洗涤 107
4-2-6 沉淀物的干燥及焙烧 119
4-2-7 沉淀法制备催化剂示例 119
4-3 浸渍法制备催化剂 122
4-3-1 浸渍法制备催化剂的一般过程 122
4-3-2 浸渍法的基本原理 123
4-3-3 活性组分的不均匀分布 125
4-3-4 浸渍法制备催化剂的影响因素 126
4-3-5 浸渍法主要工艺 135
4-3-6 浸渍法制备催化剂示例 141
4-4 滚涂法及喷涂法制备催化剂 144
4-5 溶胶凝胶法制备催化剂 146
4-5-1 溶胶的性质 146
4-5-2 胶凝作用与胶溶作用 149
4-5-3 溶胶-凝胶法的基本原理 149
4-5-4 溶胶-凝胶法制备催化材料示例 157
4-6 离子交换法制备催化剂 159
4-6-1 离子交换剂 159
4-6-2 离子交换树脂 162
4-6-3 离子交换法制造分子筛 169
4-7 水热法与溶剂热法制备催化剂 176
4-7-1 水热法 176
4-7-2 溶剂热法 178
4-7-3 水热与溶剂热的特点 179
4-7-4 水热与溶剂热合成装置 179
4-7-5 水热与溶剂热的合成程序 180
4-7-6 水热法合成A型分子筛 180
4-8 微波法制备催化剂 183
4-8-1 微波法的特点 183
4-8-2 微波加热机理 183
4-8-3 微波合成机理 184
4-8-4 微波合成装置 185
4-8-5 微波法制备催化剂 185
4-9 冷冻干燥法制备催化剂 187
4-9-1 冷冻干燥技术特点 187
4-9-2 冷冻干燥原理 188
4-9-3 冷冻干燥法制备催化剂的主要步骤 189
4-10 混合法制备催化剂 190
4-10-1 干混法 191
4-10-2 湿混法 191
4-11 沥滤法制备催化剂 192
4-11-1 合金的制备 192
4-11-2 合金的粉碎 193
4-11-3 合金的溶解 193
4-11-4 骨架催化剂制备示例 194
4-12 熔融法制备催化剂 195
4-13 微乳液法制备催化剂 196
4-13-1 微乳液的基本特性 196
4-13-2 微乳液形成机理 197
4-13-3 微乳液法制备催化剂机理 198
4-13-4 微乳液法制备负载型催化剂示例 199
第5章 催化剂成型 200
5-1 成型的目的及对催化剂性能的影响 200
5-2 固体催化剂的形状分类 203
5-3 粉体的特性 205
5-3-1 粉体的形状 205
5-3-2 粒度及粒度分布 207
5-3-3 粉体的填充特性 211
5-3-4 粉体颗粒的堆积结构 212
5-3-5 粉体的流动性 213
5-3-6 粉体的附着性质 218
5-3-7 粉体的润湿 221
5-3-8 粉体的力化学性质 223
5-3-9 粉体的团聚、分散与偏析 224
5-4 固体物料的粉碎 227
5-4-1 被粉碎物料的基本物性 227
5-4-2 影响粉碎的主要因素 228
5-4-3 粉碎工艺及方法 229
5-4-4 物料粉碎时的物理及化学性质变化 229
5-4-5 粉碎机械的分类及选用 230
5-4-6 筛分与筛分设备 233
5-5 粉体的混合及捏合 237
5-5-1 混合机理 237
5-5-2 常用混合设备 238
5-5-3 混合的影响因素 241
5-5-4 粉体的捏合 242
5-6 成型助剂 244
5-6-1 成型助剂的选用目的 244
5-6-2 成型助剂的类别 248
5-7 压缩成型法 261
5-7-1 压缩成型机理 262
5-7-2 压缩成型机械 263
5-7-3 压缩成型的影响因素 267
5-7-4 压缩成型对催化剂性能的影响 269
5-7-5 压缩成型法制备催化剂示例 273
5-8 挤出成型法 275
5-8-1 挤出成型过程 275
5-8-2 挤条机的组成 275
5-8-3 常用挤出成型机 279
5-8-4 影响挤出成型的因素 284
5-8-5 挤出成型法制备催化剂示例 287
5-8-6 条状催化剂切粒机 295
5-9 转动成型法 297
5-9-1 常用转动成型机械 297
5-9-2 转动成型机理 303
5-9-3 影响转动成型产品的主要因素 304
5-9-4 转盘成型法制备催化剂示例 308
5-9-5 球形整粒法 310
5-10 喷雾成型法 313
5-10-1 喷雾成型基本原理 314
5-10-2 喷雾成型的主要优缺点 316
5-10-3 喷雾成型的分类 316
5-10-4 雾化器的结构及设计 318
5-10-5 喷雾成型塔塔径及塔高的选定 325
5-10-6 喷雾成型法制备催化剂示例 327
5-11 油中成型法 332
5-11-1 烃-氨柱成型法 332
5-11-2 油柱成型 336
5-11-3 油中成型法制备催化剂及载体 337
5-12 喷动成型法 339
5-12-1 喷动成型原理 340
5-12-2 喷动成型法制备球形钒催化剂 342
5-13 熔融喷洒成球法 344
5-14 特殊形状催化剂或载体的成型 346
5-14-1 蜂窝型催化剂或载体的成型 346
5-14-2 纤维催化剂成型 347
5-14-3 异形催化剂的成型 350
第6章 催化剂干燥技术 353
6-1 物料与水分的结合形式 353
6-2 干燥过程及原理 354
6-2-1 干燥过程的物料衡算 354
6-2-2 干燥过程 355
6-2-3 干燥原理 356
6-3 干燥条件对催化剂或载体性能的影响 357
6-3-1 干燥对多孔性物料孔结构的影响 357
6-3-2 干燥方式对晶粒形貌的影响 358
6-3-3 干燥方式对比表面积及孔容的影响 359
6-3-4 干燥方式对活性组分分布的影响 360
6-4 干燥方式及常用干燥方法 361
6-4-1 干燥方式 361
6-4-2 厢式干燥 362
6-4-3 带式干燥 363
6-4-4 转筒干燥 364
6-4-5 流化床干燥 365
6-4-6 气流干燥 366
6-4-7 喷雾干燥 367
6-4-8 微波干燥 368
6-4-9 红外线辐射干燥 369
6-4-10 冷冻干燥 370
6-4-11 超临界流体干燥技术 370
第7章 催化剂焙烧 372
7-1 焙烧过程 372
7-1-1 热分解 372
7-1-2 固相反应 373
7-1-3 晶相变化 373
7-1-4 再结晶 374
7-1-5 烧结 375
7-1-6 活性组分的再分配 376
7-2 焙烧条件对催化剂性能的影响 376
7-2-1 焙烧温度的影响 376
7-2-2 焙烧时间的影响 383
7-2-3 焙烧气氛的影响 384
7-3 常用焙烧设备及其特点 385
7-3-1 立式焙烧窑 385
7-3-2 厢式焙烧窑 385
7-3-3 连续回转式焙烧窑 385
7-3-4 间接加热式回转窑 385
7-3-5 立式管式焙烧炉 386
7-3-6 网带窑 386
7-3-7 隧道窑 386
7-3-8 辊道窑 387
7-4 焙烧操作条件的控制 387
7-4-1 焙烧温度控制 388
7-4-2 焙烧气氛控制 389
7-4-3 焙烧时间控制 390
第8章 催化剂还原及硫化 391
8-1 催化剂还原 391
8-1-1 氧化物还原机理 391
8-1-2 还原条件对催化剂性能及活性的影响 394
8-1-3 还原条件的选择 399
8-2 催化剂硫化 401
8-2-1 硫化原理 401
8-2-2 常用硫化剂及硫化方法 402
8-2-3 器内硫化法 402
8-2-4 器外硫化法 405
参考文献 409