《工业催化》课程教学大纲.docx

1、工业催化课程教学大纲工业催化第一章 催化作用与催化剂基础第一节 催化作用的定义与特征一、定义二、特征1、只能加速热力学上可行的反应2、只加速反应趋于平衡，而不改变平衡的位置3、通过改变反应历程改变反应速度4、降低反应活化能5、催化剂对反应具有选择性6、催化剂的寿命三、其他基本概念第二节 对工业催化剂的要求一、估量一个催化剂价值的四个重要因素二、催化剂的工业性能第三节 催化剂的组成与功能一、催化剂成分（固体Cat）二、活性组分1、主剂成分2、按活性组分作用分类3、按导电性分三、载体1、定义2、分类3、载体催化剂命名4、催化剂载体功能四、助催化剂1、帮助载体2、帮助活性组分3、一些主要过程常用助C

2、at和其功能4、存在的最适宜含量第四节 催化体系分类一、相的均一性分类二、作用机理分类三、按反应类别分类第二章催化剂中的吸附作用第一节 多相催化的反应过程一、多相催化反应步骤 二、外扩散与外扩散系数 DE1、外扩散2、外扩散速率影响因数三、内扩散与内扩散系数 DI1、内扩散2、内扩散的三种类型第二节固体表面结构一、几个概念二、晶体表面的晶面1、 晶体2、 金属晶体的三种典型结构 3、 晶格、晶面4、暴露晶面的影响因数三、晶体的不完整性1、固体中缺陷分类2、点缺陷3、线缺陷4、结晶剪切5、堆垛层错与颗粒边界四、晶体表面与体相比较1、合金表面组成2、晶体表面结构3、氧化物表面组成五、晶体表面能量的

3、不均匀性1、原子水平的团体不均匀2、表面力的差别六、晶体的不完整性与催化作用1、不完整性关联到表面催化活性中心2、表面结构与所处气氛有关3、表面组成与反应混合物组成有关第三节 分子在固体表面的吸附一、物理吸附与化学吸附1、定义2、物理吸附与化学吸附的区别 3、化学吸附与催化二、吸附质的可动性1、吸附质点的两种平均寿命2、定位吸附与非定位吸附3、固体Xe上吸附惰性气体的表面势能三、吸附的位能曲线1、气体分子撞击晶面情况2、吸附位能曲线 3、过渡态4、物理吸附价值5、双原子分子另一种吸附情况四、化学吸附的类型1、离解吸附和不离解化学吸附2、均裂离解吸附和非均裂离解吸附3、离解化学吸附的氧化与还原4

4、、非离解化学吸附下氧化与还原5、三种化学吸附键第四节 晶体的电子结构一、分子轨道理论和固体能带模型1、原子轨道近似，相对能量和形状2、分子轨道理论3、能带的形成（固体）4、能带结构5、能级的密度6、能带结构理论说明7、物质按能带结构分类8、固体按导电性分类二、配位场模型1、 配位场效应2、 d 轨道取向性3、 3、实例三、价键理论 金属键的d%1、电子配对理论2、金属价键理论3、d 特性%第三章 各类催化剂及催化作用第一节 金属催化剂及催化作用一、金属催化剂1、种类2、用途3、特征二、金属催化剂的化学吸附1、 气体在不同金属上化学吸附热变化2、 气体在金属上化学吸附强度顺序3、 金属按其对气体

5、分子化学吸附的能力分类三、金属催化剂化学吸附的状态1、 金属催化剂的电子逸出功 2、 反应物粒子的电势 I3、 吸附状态四、化学吸附中的几何因素1、几何因素对活性影响2、理论五、吸附与催化火山型原理1、火山型原理2、火山曲线3、实例六、一些气体的化学吸附态1、 氢的吸附2、 氧的吸附态2、 氮的吸附态3、 CO的吸附态 5、 烃类的吸附态6、 乙炔7、 苯8、饱和烃第二节 固体酸碱催化剂一、定义、分类1、 定义 Brnsted 和Lewis 定义2、 分 类二、机理1、金属氧化物2、混合金属氧化物3、影响酸位和碱位的因数三、固体表面酸、碱性测定1、酸位的类型及鉴定2、固体酸强度和酸量3、固体碱

6、强度与碱量4、酸碱 对协同位5、固体超强酸、超强碱四、固体酸、碱催化作用1、酸位的性质与催化作用关系2、酸强度与催化活性和选择性关系3、酸量与催化剂活性关系4、正碳离子的形成及反应规律5、固体碱催化剂第三节 分子筛催化剂一、概述1、 沸石：2、 沸石特点：3、 沸石存在形式4、 分类5、 分子筛二、发展史1、 五十年代 沸石2、六十年代 人工合成工业催化剂3、七十年代工艺路线、产品质量改进4、 八十年代AlPO4磷酸铝分子筛5、九十年代以来三、分子筛沸石的结构特点1、基本结构单元2、环结构3、笼结构4、分子筛结构四、沸石分子筛的酸、碱催化性能及其调变1、酸中心的形成与本征催化性能2、沸石分子筛

7、酸性调变五、分子筛择型催化性质1、反应物择型催化2、产物择型催化3、过渡状态限制择形催化剂4、分子交通控制的择型催化六、沸石分子筛催化剂碱催化和酸、碱协同催化作用七、新型磷酸铝分子筛 AlPO4第四章 催化剂设计与制备第一节 催化剂的分子设计基础一、催化剂分子设计的理论与实验1、理论2、实验二、催化剂分子设计的特点第二节 催化剂分子设计方法一、催化剂设计方法分类1、传统经验法2、定性催化剂设计方法3、数学模型模拟辅助催化剂设计4、电子计算机辅助催化剂设计二、催化剂分子设计方法1. 程序框图 2. 组分筛选3. 热力学可行性分析4. 催化剂原料的确定三、催化剂类别第三节 工业催化剂的制备原理一、

8、沉淀法1、沉淀过程和沉淀剂的选择2、影响沉淀的因素3、沉淀法类型4、典型沉淀法生产工艺二、浸渍法1、载体的选择和浸渍液的配制2、活性组分在载体上的分布与控制3、浸渍法分类4、工艺三、离子交换法1、无机离子交换剂制备（分子筛）2、有机离子交换剂制备（离子交换树脂）四、共混法五、固体催化剂的成型1、形状及使用性能六、干燥与焙烧1、干燥2、焙烧第三节 常用催化剂的制备工艺一、活性氧化铝的制备（沉淀法）1、酸法沉淀工艺 2、影响因素二、新型甲醇酮系催化剂制备（分步沉淀）1、目前使用工业催化剂 （生产甲醇）2、新型合成甲醇铜素催化剂三、负载型镍催化剂的制备（浸渍沉淀法）1、浸渍沉淀的制备流程2、影响因素四、分子筛的合成（导晶沉淀法）1、高硅钠型分子筛原粉2、最佳原料配比第五节 催化剂制备技术的新进展一、微乳化技术与催化剂二、稀土元素与催化剂三、纳米技术与催化剂四、超临界技术五、膜技术与催化剂六、绿色化学化工及环境友好催化剂