于中國科學(xué)院長春應(yīng)用化學(xué)研究所
第一章 催化科學(xué)和技術(shù)的發(fā)展簡史
第一節(jié) 催化概念的產(chǎn)生和形成(1800~1900年)
第二節(jié) 與工業(yè)有關(guān)的重要催化過程的開發(fā)
一、重?zé)o機化學(xué)工業(yè)中的催化過程(1860~1940年)
二、與石油煉制工業(yè)有關(guān)的催化過程(1930~1960年)
三、催化作用的物理化學(xué)基礎(chǔ)(1860~1940年)
第三節(jié) 表面物理的沖擊和新實驗方法的誕生(1945~1965年)
第四節(jié) 經(jīng)典的多相催化反應(yīng)機理(1950~1980年)
第五節(jié) 表面敏感光譜學(xué)及其對催化的沖擊(1970~1999年)
第六節(jié) 固態(tài)化學(xué)和多相催化劑的設(shè)計(1975~1999年)
第七節(jié) 開發(fā)中的新催化過程(1975~1999年)
一、多相催化中的手性反應(yīng)
二、環(huán)保和能源催化(1950~1999年)
第八節(jié) 與催化有關(guān)的諾貝爾化學(xué)獎
參考文獻
第二章 工業(yè)中的重要催化過程
第一節(jié) 重?zé)o機化學(xué)工業(yè)中的催化過程
一、氨的合成
二、硝酸的制造
三、硫酸的生產(chǎn)
第二節(jié) 石油煉制中的催化過程
一、流態(tài)化催化裂解(FCC)
二、催化重整
三、低碳烷烴的異構(gòu)
四、加氫處理過程
第三節(jié) 石油化工過程中的催化
一、同時生產(chǎn)苯乙烯和環(huán)氧丙烷(SMPO法)
二、由丁烷或苯生產(chǎn)順丁烯二酸酐
三、丙烯氨氧化制丙烯腈
第四節(jié) 合成高分子材料工業(yè)
一、全同(立構(gòu))聚丙烯(聚乙烯)
二、合成纖維尼龍6原料己內(nèi)酰胺的生產(chǎn)
第五節(jié) 以合成氣(CO+H2)為原料的催化過程
一、合成甲醇
二、由甲醇羰基化合成乙酸
三、低碳烯烴氫甲;铣傻吞即
第六節(jié) 生物催化技術(shù)
一、亮氨酸的制備
二、除蟲菊的制備
三、6氨基青霉烷酸(6APA)的生產(chǎn)
第七節(jié) 環(huán)保催化
一、控制機動車排放尾氣的凈化催化劑
二、水質(zhì)凈化中的光催化作用
第八節(jié) 與開發(fā)新能源有關(guān)的催化技術(shù)
一、燃料電池
二、水光解制氫
第九節(jié) 展望:綠色催化
參考文獻
第三章 催化作用的化學(xué)基礎(chǔ)
第一節(jié) 催化反應(yīng)和催化劑
一、催化反應(yīng)和催化劑的分類
二、催化劑在化學(xué)反應(yīng)中的作用
第二節(jié) 催化劑作用的化學(xué)本質(zhì)
一、反應(yīng)分子(底物)的活化
二、催化劑的失活和再生
三、化學(xué)反應(yīng)的電子概念
四、基元化學(xué)反應(yīng)機理
五、晶體場和配位場理論簡介
第三節(jié) 催化中的物理化學(xué)
一、催化反應(yīng)熱力學(xué)
二、催化反應(yīng)動力學(xué)
三、催化劑結(jié)構(gòu)對催化性能的影響
參考文獻
第四章 均相催化:酸、堿催化及配位催化
第一節(jié) 酸、堿催化劑及其作用機理
一、酸、堿的定義
二、一般酸、堿催化反應(yīng)
三、特殊酸、堿催化反應(yīng)
四、一般酸、堿和特殊酸、堿催化反應(yīng)的區(qū)別
五、酸、堿協(xié)同催化反應(yīng)
六、Brnsted法則
七、Lewis酸、堿催化反應(yīng)
第二節(jié) 配合物催化劑及其作用機理
一、配合物催化劑
二、配合物催化劑的作用特點
三、配位催化中的基元反應(yīng)
第三節(jié) 有代表性的重要均相催化劑
一、α烯烴聚合均相配合物催化劑
二、水溶液金屬有機化學(xué):雙相催化
參考文獻
第五章 生物催化劑(酶)及其催化作用
第一節(jié) 酶的組成、結(jié)構(gòu)和功能簡介
一、酶的分類和命名
二、酶的催化功能與特點
三、酶的化學(xué)組成
四、酶的結(jié)構(gòu)
第二節(jié) 酶反應(yīng)——典型的配位催化作用
第三節(jié) 由酶的催化作用獲得的啟迪
一、活性部位的組成和構(gòu)型
二、催化作用力——互補原理
三、催化作用機理
四、催化劑活性的調(diào)節(jié)和控制——變構(gòu)效應(yīng)
第四節(jié) 生物催化劑(酶)的工業(yè)應(yīng)用
一、采用生物催化工藝的依據(jù)
二、生物催化劑的應(yīng)用領(lǐng)域
三、結(jié)論和展望
參考文獻
第六章 多相催化劑(固體):表面功能化的材料
第一節(jié) 表面結(jié)構(gòu)
一、潔凈表面的結(jié)構(gòu)
二、再構(gòu)表面和吸附質(zhì)的結(jié)構(gòu)
三、固體的能帶結(jié)構(gòu)
四、固體的振動
第二節(jié) 物理吸附、化學(xué)吸附和吸附動態(tài)學(xué)
一、相互作用的類型
二、鍵合部位的擴散
三、物理吸附
四、非解離化學(xué)吸附
五、解離化學(xué)吸附(H2在簡單的金屬上)
六、決定金屬反應(yīng)性的因素
七、吸附/脫附中的微觀可逆性
第三節(jié) 過渡金屬氧化物催化劑的分子描述
一、體相過渡金屬氧化物和含氧鹽
二、不同表面氧物種的催化作用
三、在氧化物載體上淀積的過渡金屬離子
參考文獻
第七章 金屬(合金)催化劑
第一節(jié) 金屬催化劑的特征
第二節(jié) 過渡金屬的催化作用
一、過渡金屬催化作用中的幾何因素
二、過渡金屬催化作用中的能量因素
第三節(jié) 合金的催化作用:集團效應(yīng)和配體效應(yīng)
第四節(jié) 載擔(dān)型金屬催化劑
一、晶粒大小及其分布
二、金屬和載體之間的相互作用
三、金屬幫助的酸催化:酸和金屬催化在反應(yīng)機理上的共性
第五節(jié) 金屬催化劑上的反應(yīng)
一、和氫轉(zhuǎn)移有關(guān)的烴類轉(zhuǎn)化反應(yīng)
二、氨的合成
三、氧化反應(yīng)
四、CO+H2轉(zhuǎn)化(FT合成)
參考文獻
第八章 金屬氧化物催化劑(一)——酸堿型
第一節(jié) 固體酸和固體堿
一、簡單固體酸和固體堿
二、混合氧化物固體酸和固體堿
三、復(fù)合氧化物固體酸和固體堿
第二節(jié) 有重要實際意義的固體酸、堿催化反應(yīng)
一、石油裂解
二、擇形催化
三、由甲醇制烴(MTG)
四、以沸石為基礎(chǔ)的開發(fā)中的催化劑
參考文獻
第九章 金屬氧化物催化劑(二)——氧化還原型
第一節(jié) 氧化還原型氧化物催化劑的特點
第二節(jié) 氧化還原型氧化物的協(xié)合效果
一、固溶體及其催化作用
二、復(fù)合氧化物及其催化作用
第三節(jié) 重要氧化還原型工業(yè)催化劑舉例——多種活性組分的協(xié)合作用
一、烯烴氧化的催化過程及工業(yè)催化劑
二、催化劑的作用機理
三、不同組分的功能
四、單相還是多相
參考文獻
第十章 催化劑的表征
第一節(jié) 催化劑織構(gòu)的表征
一、固體催化劑的形態(tài)——孔、孔分布、表面積和密度
二、測定固體催化劑形態(tài)特征的技術(shù)和方法
三、擔(dān)載金屬——金屬的表面積、分散度和晶粒大小
四、固體催化劑的表面酸性和堿性
五、程序升溫技術(shù)(TPR、TPD、TPO和TPRS)
第二節(jié) 催化劑結(jié)構(gòu)的表征
一、粉末(多晶)X射線衍射
二、電子顯微鏡
三、紅外光譜
四、熱分析技術(shù)
五、紫外可見近紅外(UVVisNIR)光譜
第三節(jié) 表面光譜技術(shù)
一、電子光(能)譜
二、離子光(能)譜
三、結(jié)論和展望
參考文獻
第十一章 催化劑的制備
第一節(jié) 結(jié)構(gòu)單一的催化劑和載體
一、簡單氧化物和單質(zhì)
二、復(fù)合氧化物催化劑及載體
第二節(jié) 擔(dān)載型催化劑的制備化學(xué)
第三節(jié) 固體催化材料的成型
參考文獻
第十二章 催化反應(yīng)工藝
第一節(jié) 工業(yè)催化反應(yīng)器概述
一、間隙式反應(yīng)器
二、用于氣液反應(yīng)的連續(xù)流動反應(yīng)器(均相催化)
三、用于固體催化反應(yīng)的連續(xù)流動反應(yīng)器
第二節(jié) 理想的反應(yīng)器:數(shù)學(xué)描述
一、間歇式反應(yīng)器
二、活塞流反應(yīng)器(PFR)
三、連續(xù)流攪拌槽反應(yīng)器(CSTR)
四、PFR和CSTR的比較
第三節(jié) 和傳輸結(jié)合的反應(yīng)
一、催化過程中物質(zhì)的傳輸和傳遞
二、催化劑顆粒外部擴散(外擴散區(qū))的限制
三、催化劑顆粒內(nèi)部擴散(內(nèi)擴散區(qū))的限制
四、強孔性阻力區(qū)域內(nèi)的反應(yīng)行為
五、催化反應(yīng)控制步驟的確定
參考文獻
編后語