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1．1 催化剂和催化过程在国民经济中的地位 1

1．1．1 催化剂和催化过程发展简介 1

第一章 绪论 1

1．1．2 催化剂和催化过程在化工生产中的效果 2

1．2 催化剂与反应平衡和反应速度 3

1．2．1 催化剂与反应平衡 3

1．2．2 催化剂与反应速度 4

1．3 催化剂和催化过程的分类 8

1．3．1 催化过程的分类 8

1．3．2 催化剂的分类 9

1．4．1 催化剂在工业上的应用与要求 10

1．4 回体催化剂及其应用 10

1．4．2 催化剂的组成 11

1．4．3 催化剂的活化 13

1．4．4 催化剂的失活 14

1．4．5 催化剂的表征 15

1．4．6 工业催化过程 15

1．5 均相催化剂及其应用 16

第二章 多相催化反应过程 18

2．1 催化剂的吸附作用 18

2．1．1 物理吸附与化学吸附 18

2．1．2 吸附势能曲线 19

2．1．3 吸附热 21

2．1．4 吸附态 24

2．2 催化剂表面结构与吸附和催化性能 25

2．2．1 近真表面 25

2．2．2 低密勒指数的表面 26

2．2．3 高密勒指数的表面 26

2．2．4 晶体缺陷 28

2．3 吸附速度与吸附平衡 30

2．3．1 朗格缪尔吸附速度式与平衡式 30

2．3．2 耶洛维奇(Elovich)吸附速度式和焦姆金吸附平衡式 33

2．3．3 管孝男速度式和弗兰德里希平衡式 34

2．3．4 BET吸附等温式 35

2．4 表面动力学 36

2．4．1 L-H模型与L-R模型 37

2．4．2 焦姆金模型 41

2．4．3 两步动力学模型 46

2．4．4 表面过程机理的推测 47

2．5 多相催化中的传质 49

2．5．1 扩散的类型 49

2．5．2 反应控制区 51

2．5．3 外扩散 52

2．5．4 内扩散 55

3．1．1 固体的酸性及其测量 59

3．1 固体酸催化剂与催化过程 59

第三章 各类工业催化剂和催化过程 59

3．1．2 Al2O3、SiO2-Al2O3、金属盐类的酸性来源与酸性调节 61

3．1．3 酸性与催化作用 64

3．1．4 分子筛的结构、酸性与择形性 65

3．1．5 催化裂化过程及硅铝胶和稀土-Y型分子筛催化剂 70

3．1．6 分子筛在其它化工过程中的应用举例 71

3．2 金属催化剂与催化过程 72

3．2．1 过渡金属的能带 72

3．2．2 化学吸附与催化性能 73

3．2．3 火山型曲线 76

3．2．4 合金催化剂及反应的结构敏感性 78

3．2．5 金属-载体间的相互作用 80

3．2．6 N2和H2合成氨用Fe催化剂 82

3．2．7 乙烯氧化制环氧乙烷用Ag催化剂 84

3．2．8 Pt重整催化过程与双功能催化剂 86

3．2．9 典型的工业用金属催化剂 89

3．3 金属氧化物催化剂与催化过程 90

3．3．1 金属氧化物的半导性与催化性能 90

3．3．2 d电子构型、金属一氧键、酸碱性与金属氧化物的催化性能 95

3．3．3 氧化反应的分类 100

3．3．4 SO2氧化制SO3用V2O5催化剂 102

3．3．5 CO水蒸气变换用Fe3O4系催化剂 103

3．3．6 制取邻苯二甲酸酐用V2O5系催化剂 104

3．3．7 丙烯氧化与氨氧化用M0O3系催化剂 106

3．3．8 金属氧化物催化剂的特性 107

3．4 金属硫化物催化剂与催化过程 109

3．4．1 金属硫化物催化性能 109

3．4．2 重油加氢精制用Co(Ni)-Mo(W)/γ-Al2O3催化剂 118

3．4．3 CO-水蒸气变换耐硫催化剂及催化过程 123

3．5 金属络合物催化剂与催化过程 128

3．5．1 均相络合催化剂、络合中心配体及其?合 128

3．5．2 反应物的活化与助剂的调变作用 131

3．5．3 基元过程与催化循环 132

3．5．4 乙烯氧化制乙醛用PdCl2/CuCl2催化剂 134

3．5．5 烯烃的羰化反应及Co(Rh)络合物催化剂 136

3．5．6 其它均相络合催化反应 137

3．5．7 金属络合物催化剂的固载化和金属簇催化剂 140

3．5．8 均相催化与多相催化比较 142

3．5．9 酶催化 143

第四章 固体催化剂制备 144

4．1 催化剂的制备步骤 144

4．2 原料的选择与配料 144

4．2．1 原料 144

4．2．2 配料 146

4．3．1 胶凝 147

4．3 母体的制备 147

4．3．2 沉淀 150

4．3．3 老化、过滤与洗涤 151

4．3．4 浸渍 152

4．3．5 混碾、喷涂、离子交换 153

4．3．6 熔融、沥滤 156

4．4 干燥、煅烧和活化 156

4．4．1 干燥 156

4．4．2 煅烧 157

4．4．3 活化 159

4．5 催化剂的成型 161

5．1．1 设计与开发框图 163

5．1．2 设计的主要内容 163

第五章 工业催化剂的设计和开发 163

5．1 催化剂设计和开发的过程与步骤 163

5．2 反应历程的假设与热力学分析 165

5．2．1 反应历程的假设 165

5．2．2 热力学分析 166

5．3 催化剂的组分筛选 167

5．3．1 活性组分的选择 167

5．3．2 助剂的选择 168

5．3．3 载体的选择 170

5．4．1 催化剂的制备 171

5．4 实验室筛选 171

5．4．2 反应器的选择 172

5．4．3 活性评价 172

5．4．4 数据与结果 174

5．5 中试放大 175

5．6 催化剂设计举例——汽车尾气净化催化剂 175

第六章 催化剂的失活、再生与安全使用 179

6．1 催化剂的失活 179

6．1．1 相组成的变化 179

6．1．2 烧结 183

6．1．3 流失 185

6．1．4 中毒 187

6．1．5 积碳 190

6．2 催化剂的寿命 202

6．2．1 以时间为坐标的寿命曲线 202

6．2．2 以床层高度为坐标的寿命曲线 204

6．2．3 寿命预测 206

6．3 催化剂的再生 208

6．3．1 再生方法 208

6．3．2 再生条件 210

6．4 催化剂的安全使用 212

7．1．1 催化剂的宏观结构与性能 214

7．1 表征的内容与方法 214

第七章 催化剂的表征 214

7．1．2 催化剂的微观结构和性能 216

7．2 组成与结构 220

7．2．1 本体组成 220

7．2．2 物相结构 221

7．3 比表面与孔结构 225

7．3．1 总表面积 225

7．3．2 孔体积与孔分布 226

7．4．1 活性表面 228

7．4 活性表面、分散度和晶粒度 228

7．4．2 分散度与晶粒度 231

7．5 表面组成与结构 234

7．5．1 H2-O2滴定 235

7．5．2 光电子能谱 235

7．5．3 低能电子衍射(LEED) 239

7．5．4 俄歇能谱 241

7．6 酸碱性 242

7．6．1 程序升温脱附 242

7．6．2 红外光谱 245

7．6．3 热分析 248

7．7．1 程序升温还原(TPR) 249

7．7 氧化还原性 249

7．7．2 程序开温氧化(TPO) 251

7．7．8 程序升温表面反应(TPSR) 252

参考文献 255

表1元素的电负性 258

表2基的电负性 259

表3根据光电子发射求得的功函数(V) 259

表4金属离子的电负性 260

表5电离势，kJ/克原子 261

表6共价键半径，nm 264

表7离子的大小，nm 266

附录 267

表8一些沸石的有效孔径 267

表9氧化物的酸碱性 268

表10相对酸度 269

表11过渡金属氧化物的一些性质；氧“活动性”的计量单位 270

表12氧的吸附的不同形式 271

表13在还原条件下常见含有硫化物的元素 272

表14电子结构与烯类和氧的吸附态 273

表15可以采用的载体材料及熔点℃ 274

表17各种载体的比表面和比孔容积 274

表16还原条件下它的氧化物相当稳定的元素 275

表18载体的典型性质 276