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本書較為全面、系統地闡述了工業催化學科中所涉及的基礎知識及工業催化學科中的工藝技術問題，主要包括三大部分。第一部分催化基本概念及原理，主要介紹了催化原理、催化體系、各類催化劑的特點和作用原理以及催化活性計算、測試及催化反應器簡介，是本章教學的基本知識點。其中，準確理解多相催化、均相催化的作用機理以及熟練掌握各類催化活性計算方法是重中之重。第二部分催化反應及工業應用，詳細討論了各類催化劑體系及其工業應用，將眾多的催化反應類別梳理為幾類催化反應體系，即，酸堿催化反應、金屬氧(硫)化物催化反應、金屬催化反應、均相催化反應、環保催化體系。第三部分催化劑製備工程，力求從催化劑製備單元操作入手，介紹其基本原理、製備工藝條件對催化劑性能的影響，有關設備以及催化劑工業放大中一些工程技術問題，將催化劑製備原理與工業生產實踐結合，為催化劑製備過程提供基礎知識。
本書可作為高等院校本科學生、研究生教學之用，也可供高等院校、科研院所、相關企業中從事與工業催化相關的其他工程研究與技術人員參考。
第1章緒論
1.1工業催化學科簡介1
1.2課程主要內容及任務2
1.2.1催化學科主要概念2
1.2.2催化實驗研究方法4
1.3學習內容及任務5
1.4工業催化發展簡史5
1.4.1世界催化發展史5
1.4.2中國催化研究與發展8
1.5催化研究開發前景9
1.5.1催化技術發展趨勢9
1.5.2新型催化劑的開發與應用9
1.5.3催化劑製備共性技術及新型催化材料的研究開發11
思考題11
參考文獻12
第2章催化作用與催化劑
2.1催化作用定義和特徵13
2.1.1定義13
2.1.2催化劑基本特徵14
2.2催化劑分類及催化反應分類17
2.2.1催化劑分類17
2.2.2催化反應分類19
2.3催化劑組成24
2.3.1工業催化劑的組成24
2.3.2載體的功能29
2.3.3載體的選擇31
2.4催化劑基本性能32
2.4.1活性32
2.4.2選擇性36
2.4.3穩定性和壽命39
思考題43
參考文獻45
第3章催化作用基本原理
3.1多相催化及吸附動力學46
3.1.1多相催化46
3.1.2化學吸附及催化反應動力學48
3.1.3均勻表面催化反應動力學62
3.2均相催化及配位作用67
3.2.1酸堿催化簡介67
3.2.2有機(小分子)催化68
3.2.3配位催化68
思考題82
參考文獻84
第4章固體酸堿催化劑及其工業應用
4.1酸堿催化劑的應用及分類85
4.1.1固體酸催化劑的應用85
4.1.2固體酸堿催化劑的分類86
4.2酸堿定義及酸堿中心的形成86
4.2.1酸堿定義86
4.2.2酸堿中心的形成87
4.3固體表面酸堿的性質及其測定91
4.3.1酸位的類型及其鑒定91
4.3.2酸中心的強度及其測定92
4.3.3酸中心的濃度及其測定94
4.3.4固體堿的強度與堿量95
4.4典型酸堿催化劑及其催化作用95
4.4.1酸堿催化作用機理95
4.4.2典型酸堿催化劑及其催化作用100
4.5固體酸催化劑的工業應用106
4.5.1分子篩催化劑及催化裂化反應106
4.5.2甲醇制烯烴117
思考題121
參考文獻121
第5章金屬氧(硫)化物催化劑及其催化作用
5.1金屬氧化物的結構122
5.1.1單一金屬氧化物的晶體結構123
5.1.2複合金屬氧化物的晶體結構125
5.2金屬氧化物的催化作用127
5.2.1金屬氧化物催化劑的電子特性127
5.2.2金屬氧化物催化劑的氧化還原機理128
5.3典型金屬氧化物催化劑的應用130
5.3.1催化氧化制順丁烯二酸酐130
5.3.2V2O5催化氧化制鄰苯二甲酸酐133
5.3.3Bi2O3-MoO3催化丙烯氧化制丙烯酸136
5.4典型金屬硫化物催化劑的應用138
5.4.1金屬硫化物催化劑在加氫脫硫中的應用138
5.4.2水煤氣變換催化劑及其工業應用147
思考題151
參考文獻151
第6章金屬催化劑及其催化作用
6.1金屬催化劑及其應用153
6.1.1金屬催化劑的應用153
6.1.2金屬催化劑的特性154
6.2金屬催化劑的結構155
6.2.1固體表面結構與缺陷155
6.2.2金屬表面的吸附157
6.3金屬催化劑的電子因素與催化作用160
6.3.1金屬表面化學鍵160
6.3.2金屬催化劑的電子因素與催化活性162
6.4金屬催化劑的晶體結構與催化作用163
6.4.1金屬催化劑的晶體結構163
6.4.2晶體結構對催化作用的影響165
6.4.3金屬催化劑表面的晶格缺陷和不均勻性167
6.5各類金屬催化劑及其催化作用169
6.5.1塊狀金屬催化劑169
6.5.2負載型金屬催化劑169
6.5.3合金催化劑175
6.5.4非晶態合金催化劑175
6.5.5金屬互化物催化劑177
6.5.6金屬簇狀物催化劑177
6.5.7金屬膜催化劑178
6.6金屬催化劑的工業應用178
6.6.1石腦油重整反應及重整催化劑178
6.6.2氨合成催化劑181
6.6.3費托合成183
6.6.4乙烯環氧化制環氧乙烷銀催化劑187
思考題188
參考文獻189
第7章均相催化工業應用
7.1概述190
7.2丙烯氫甲醯化191
7.2.1催化體系192
7.2.2反應機理192
7.2.3商業催化劑中配體種類194
7.2.4工藝流程195
7.3甲醇羰基化合成乙酸197
7.3.1反應機理198
7.3.2工藝流程198
7.4催化氧化乙烯合成乙醛（Wacker工藝）199
7.4.1反應機理199
7.4.2工藝流程200
7.5均相催化乙烯齊聚反應（SHOP）200
7.5.1反應機理201
7.5.2工藝流程201
7.6烯烴均相催化聚合及Zeigler-Natta催化劑202
7.6.1Zeigler-Natta催化劑202
7.6.2反應機理204
7.6.3乙烯聚合工藝流程204
7.7丙烯催化聚合及茂金屬催化劑207
7.7.1茂金屬催化劑207
7.7.2反應機理207
7.7.3工藝流程209
7.8不對稱催化合成：不對稱加氫案例210
7.8.1催化加氫合成左旋多巴211
7.8.2左旋萘普生的合成212
思考題212
參考文獻214
第8章環境保護催化
8.1環境保護催化技術的發展趨勢215
8.2汽、柴油催化深度脫硫216
8.3煙氣的催化脫硫217
8.3.1煙氣的幹式催化氧化法脫硫217
8.3.2煙氣的催化還原脫硫法：Claus工藝219
8.4煙氣的催化脫硝221
8.4.1非選擇性催化還原法221
8.4.2選擇性催化還原法223
8.5機動車尾氣的催化淨化處理225
8.5.1汽車尾氣排放的特點225
8.5.2汽油車尾氣催化淨化原理227
8.5.3汽油車尾氣催化轉化器227
8.6有機廢氣（VOCs）的催化燃燒技術230
8.6.1VOCs的處理技術分類230
8.6.2VOCs的催化燃燒原理231
8.6.3催化燃燒用催化劑231
8.6.4VOCs的催化燃燒工藝233
8.7二氧化鈦光催化降解氣相污染物234
8.7.1VOCs光催化降解機理235
8.7.2氣相光催化速率的影響因素236
8.7.3光催化降解過程中催化劑的失活和再生237
思考題237
參考文獻238
第9章催化劑製備工程
9.1工業催化劑的製備與放大239
9.1.1催化劑製備工程及流程239
9.1.2催化劑製備過程的放大242
9.2催化劑製備過程對活性的影響243
9.3催化劑製備化學工藝原理244
9.3.1沉澱法245
9.3.2浸漬法254
9.3.3溶膠-凝膠法263
9.3.4離子交換法268
9.3.5混合法270
9.3.6熔融法271
9.4催化劑成型技術273
9.4.1噴霧成型274
9.4.2轉動成型275
9.4.3擠條成型278
9.4.4壓片成型280
思考題281
參考文獻281
第10章催化活性測試及催化反應器
10.1催化劑活性測試283
10.1.1催化劑活性測試目標283
10.1.2催化劑活性評價參數的選擇284
10.1.3活性表示方法284
10.2實驗室催化反應器286
10.2.1兩種理想反應器287
10.2.2積分反應器288
10.2.3微分反應器289
10.2.4無梯度反應器290
10.2.5滴流床反應器292
10.3催化劑活性測試方法294
10.4多相催化反應的傳質效應296
10.4.1多相催化反應的步驟及傳遞特徵296
10.4.2本征動力學和宏觀動力學297
10.4.3傳質的影響298
10.5典型的工業催化反應器300
10.5.1固定床催化反應器301
10.5.2流化床催化反應器302
10.5.3氣-液-固三相鼓泡淤漿床催化反應器304
10.6催化劑活性測試實例305
思考題308
參考文獻308
