《工业催化》

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