催化剂基础及应用

催化剂基础及应用
出版时间：2011年版
内容简介
　　《催化剂基础及应用》全面地介绍了催化剂的基础知识及其应用。全书包括13章，第1～3章分别介绍了催化剂与催化作用的基础知识，吸附作用与多相催化；第4～10章分别介绍了酸碱催化剂、金属催化剂、金属氧化物催化剂、均相催化剂及催化作用，环境催化、生物催化、光催化的催化作用基础及应用；第11章介绍了催化剂的常用制备方法及成型；第12章介绍了催化剂的性能测定以及结构研究方法；第13章介绍了催化剂的设计以及几种新型催化材料。本书可作为高等院校化学、化工及相关专业的本科生和研究生教材，也可作为科研、工程技术人员的参考书。
目录
第1章绪论1
1 1催化剂及其催化作用1
1 2催化剂的重要应用领域2
1 3一些常用术语3
第2章催化剂与催化作用的基础知识7
2 1催化剂的特征7
2 2催化反应和催化剂分类9
2 2 1催化作用的化学本质9
2 2 2催化剂分类10
2 3固体催化剂的组成和结构14
2 3 1催化剂的组成14
2 3 2催化剂的结构16
2 4催化剂的性能和工业催化剂的基本要求19
2 4 1催化剂性能19
2 4 2工业催化剂的基本要求20
2 5多相催化反应体系分析21
第3章吸附作用与多相催化24
3 1物理吸附与化学吸附24
3 1 1物理吸附24
3 1 2化学吸附25
3 1 3物理吸附与化学吸附的差别26
3 1 4吸附位能曲线27
3 1 5吸附热随表面覆盖度的变化28
3 1 6化学吸附强弱与催化活性的关系29
3 2化学吸附的类型和化学吸附态30
3 2 1化学吸附的类型30
3 2 2化学吸附态32
3 3吸附动力学34
3 3 1吸附和脱附速率的基本方程34
3 3 2吸附等温线的各种模型35
3 3 3气固吸附等温线的类型39
3 4催化反应动力学43
3 4 1反应速率定义44
3 4 2符合Langmuir吸附模型的动力学方程44
第4章酸碱催化剂及催化作用46
4 1酸碱催化剂的应用和分类46
4 2酸碱的定义和酸碱催化活性中心的形成47
4 3固体酸的性质48
4 4酸碱催化机理49
4 4 1酸中心的形成49
4 4 2酸碱催化作用机理53
4 5分子筛催化剂56
4 5 1分子筛的概念56
4 5 2分子筛的结构特征56
4 5 3几种具有代表性的分子筛58
4 5 4分子筛的催化作用机理60
4 6典型酸碱催化实例分析61
4 6 1催化裂化工艺简介62
4 6 2催化裂化的反应机理62
4 6 3催化裂化装置的工艺流程64
第5章金属催化剂及催化作用66
5 1金属催化剂的结构66
5 1 1金属(合金)的晶体结构66
5 1 2金属(合金)的电子结构69
5 1 3金属(合金)的表面结构71
5 2金属催化剂的特征和催化作用75
5 2 1金属催化剂的特征75
5 2 2金属催化剂的催化作用原理——多位理论75
5 2 3金属催化剂的表面化学吸附态78
5 3负载型金属催化剂82
5 3 1金属粒径与催化活性的关系82
5 3 2多功能催化剂的构建83
5 3 3金属与载体之间的相互作用83
5 3 4催化活性组分的迁移和烧结85
5 4金属催化剂的应用及实例分析85
5 4 1烃类加氢、脱氢反应86
5 4 2烃类氧化反应88
5 4 3氨的合成反应88
5 4 4费 托合成反应89
第6章金属氧化物催化剂及催化作用92
6 1金属氧化物的组成和结构特性92
6 1 1金属氧化物的成键92
6 1 2单一金属氧化物93
6 1 3复合金属氧化物93
6 1 4杂多酸复合氧化物97
6 2金属氧化物催化剂的催化作用99
6 2 1金属氧化物催化剂的催化作用机理100
6 2 2金属氧化物催化剂的表面氧物种及其作用100
6 2 3金属氧化物催化剂的酸碱性与催化性能的关系102
6 3金属氧化物催化剂对反应分子的吸附和活化104
6 3 1金属氧化物催化剂对烃分子的吸附和活化104
6 3 2H2的吸附和反应性106
6 3 3CO的吸附和反应性106
6 3 4NO的吸附和反应性107
6 4金属氧化物催化剂的工业应用实例107
6 4 1丙烯氧化制丙烯醛和丙烯酸107
6 4 2丙烯氨氧化制丙烯腈109
6 4 3异丁烯选择性氧化制甲基丙烯酸110
6 4 4丁烯氧化脱氢制丁二烯111
6 4 5正丁烷选择性氧化制顺丁烯二酸酐111
第7章均相催化剂及催化作用114
7 1均相络合催化剂的应用及其特征114
7 1 1均相络合催化剂的应用114
7 1 2均相络合催化剂的特征115
7 2过渡金属络合物的化学成键作用116
7 2 1过渡金属离子与络合物的配位键合与络合活化116
7 2 2络合催化循环117
7 3络合催化机理118
7 3 1配位取代或交换反应118
7 3 2氧化加成和还原消除反应119
7 3 3插入反应和消除反应120
7 3 4σ π重排121
7 4均相络合催化实例分析121
7 4 1烯烃加氢121
7 4 2乙烯氧化制乙醛122
7 4 3羰基合成124
第8章环境催化基础129
8 1概述129
8 1 1环境催化的应用129
8 1 2环境催化剂的特点129
8 2催化脱硫130
8 2 1SO2的危害及污染现状130
8 2 2催化脱硫方法130
8 3催化净化NOx技术140
8 3 1NOx的来源及危害140
8 3 2催化净化NOx141
8 4汽车尾气的催化净化144
第9章生物催化基础147
9 1概述147
9 1 1生物催化剂的概念147
9 1 2生物催化与绿色化学147
9 1 3生物催化与手性合成148
9 1 4生物催化技术的现状148
9 2生物催化剂的特征149
9 2 1生物催化剂的专一性149
9 2 2生物催化剂的优势150
9 2 3生物催化剂的劣势150
9 2 4生物催化剂的形式151
9 3生物催化作用原理151
9 3 1酶的分子结构151
9 3 2酶的结构与催化功能154
9 3 3酶的辅助因子155
9 3 4酶的催化作用机制155
9 3 5酶催化作用动力学157
9 3 6生物催化剂的制备158
9 3 7生物催化剂的固定化160
9 4生物催化剂的应用161
9 4 1酶及催化反应的类型161
9 4 2水解反应162
9 4 3还原反应165
9 4 4氧化反应166
9 4 5转移反应167
9 4 6加成反应167
9 4 7异构反应168
9 5生物催化的发展趋势168
9 5 1生物催化剂筛选168
9 5 2生物催化剂改良169
9 5 3仿生酶的研究169
第10章光催化基础170
10 1光催化的一些基本概念170
10 1 1光催化反应与光催化剂170
10 1 2光催化反应的类型170
10 1 3光化当量定律和量子产率171
10 2光催化的基本原理171
10 2 1催化剂光活化过程171
10 2 2反应物光活化过程174
10 3光催化的一些应用实例175
10 3 1光催化分解水175
10 3 2有机污染物光催化降解177
10 3 3金属离子的光催化还原177
第11章催化剂的制备和成型178
11 1沉淀法178
11 1 1不同类型的沉淀法178
11 1 2沉淀法操作的技术要点181
11 2浸渍法182
11 2 1等体积浸渍法182
11 2 2过量浸渍法182
11 2 3多次浸渍法183
11 2 4浸渍沉淀法183
11 2 5流化喷洒浸渍法183
11 2 6蒸气相浸渍法183
11 3溶胶 凝胶法184
11 3 1溶胶 凝胶法的基本原理184
11 3 2溶胶的制备184
11 3 3凝胶过程184
11 4离子交换法185
11 4 1无机离子交换剂及其催化剂的制备185
11 4 2有机离子交换剂及其催化剂的制备185
11 5热熔融法186
11 5 1熔铁催化剂186
11 5 2过渡金属骨架催化剂186
11 6混合法187
11 7催化剂的成型、干燥、焙烧与活化187
11 7 1催化剂的成型187
11 7 2催化剂的干燥189
11 7 3催化剂的焙烧与活化189
第12章催化剂的研究方法190
12 1催化剂的性能测定方法190
12 1 1催化剂活性的测定190
12 1 2催化反应动力学的测定191
12 2催化剂宏观物理性质的测定193
12 2 1比表面积、孔结构等的测定193
12 2 2颗粒直径、粒径分布的测定196
12 2 3机械强度的测定198
12 3催化剂微观性质的测定和表征199
12 3 1X射线衍射法199
12 3 2X射线光电子能谱法201
12 3 3电子显微镜法205
12 3 4红外和拉曼光谱法206
12 3 5核磁共振法211
12 3 6热分析法216
12 3 7程序升温技术217
第13章催化剂设计和催化新材料220
13 1催化剂设计的综合分析220
13 2主催化剂设计222
13 3助催化剂设计223
13 4催化剂载体的选择224
13 5催化剂设计实例——汽车尾气净化催化剂225
13 5 1问题的提出225
13 5 2反应机理分析225
13 5 3催化剂的开发226
13 6催化新材料的应用229
13 6 1过渡金属碳化物229
13 6 2非晶态合金229
13 6 3介孔材料（介孔分子筛）230
13 6 4中孔分子筛的合成体系和合成路线231
参考文献233