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目录 1

第1章吸附 1

1.1绪论 1

1.1.1历史回顾 1

1.1.2物理吸附和化学吸附 1

1.1.3吸附等温线 2

1.1.4 吸附力 4

1.2 Langmuir理论 6

1.3 BET理论 8

1.3.1概述 8

1.3.2表面积计算和单层覆盖的意义 11

1.3.3BET方程的数学性质 13

1.3.4BET方程的可靠性 15

1.3.5单点BET方法 16

1.3.6 吸附质分子的截面积 18

1.3.7有关BET理论的争论 19

1.4 Polanyi的位能理论和Dubinin的体积充填理论 20

1.4.1 Polanyi的位能理论 20

1.4.2 Dubinin-Radushkevich方程 21

1.4.3 Dubinin-Astakhov方程 23

参考文献 24

第2章吸附及吸附等温线的测量 26

2.1静态法 27

2.1.1体积法 27

2.1.2重量法 28

2.2.2双气路法 29

2.2.1连续流动法 29

2.2动态法 29

2.2.3 色谱法 30

2.2.4程序升温法 33

参考文献 34

第3章催化剂的孔结构 35

3.1多孔固体 35

3.1.1 孔产生的根源和多孔固体的分类 36

3.1.2复合孔结构 38

3.1.3孔体系的分类 39

3.1.4孔大小的分类及多孔固体的主要孔结构参数 40

3.2总表面积 41

3.3中孔孔结构分析 42

3.3.1 原理 42

3.3.2 Kelvin方程 43

3.3.3 Kelvin方程的应用 44

3.3.4 BJH法 45

3.3.5 简化法 46

3.3.6无模型计算法 47

3.3.7 Broekhoff-de Boer方法（BdB法） 48

3.3.8 Kelvin方程可靠性的范围 50

3.4微孔结构分析 54

3.4.1 Dubinin-Radushkevich-Stoeckli方程（D-R-S方程） 54

3.4.2微孔分析法（MP法） 58

3.4.3 H-K方法 61

3.5标准等温线及系统化的孔结构分析法 67

3.5.1标准等温线概念 67

3.5.2 标准等温线和BET理论的关系 76

3.5.3基于标准等温线的系统化的孔结构分析方法 78

3.5.4改进的微孔分析法（MMP法） 82

3.5.5 DE曲线的应用——非微孔分布计算 86

3.5.6 系统化的孔结构分析方法及其可靠性 91

3.6密度函数法 94

3.6.1 密度函数理论 94

3.6.2 模型等温线和实验等温线的卷积拟合 96

参考文献 99

第4章小分子气体在催化剂表面上的吸附 102

4.1小分子气体在金属表面上的吸附 102

4.1.1概述 102

4.1.2氢在金属表面上的吸附 105

4.1.3 一氧化碳在金属表面上的吸附 109

4.1.4 氧在金属表面上的吸附 115

4.1.5氮在金属表面上的吸附 118

4.1.6 乙烯和乙炔在金属表面上的吸附 120

4.2金属分散度的测定 124

4.2.1 概述 124

4.2.2金属分散度测定的实例 125

4.3小分子气体在氧化物表面上的吸附 128

4.3.1 概述 128

4.3.2 氧的吸附 129

4.3.3氢的吸附 132

4.3.4烯烃的吸附 133

4.3.5一氧化碳的吸附 134

4.3.6一氧化氮的吸附 135

4.4.1概述 136

4.4.2催化剂表面的酸性质 136

4.4固体催化剂酸碱性质的测定 136

4.4.3催化剂表面的碱性质 141

4.5催化剂活性中心性质的测定（中毒法） 144

4.5.1 催化剂表面酸性中心的测定（强碱中毒法） 144

4.5.2催化剂活性中心的测定 144

4.5.3催化剂活性中心数目的测定 145

4.5.4催化剂活性中心原子组合数的测定 145

参考文献 146

第5章程序升温技术 152

5.1程序升温脱附技术 152

5.1.1基本原理 152

5.1.2 实验装置和谱图定性分析 153

5.1.3 实验条件的选择和对TPD的影响 155

5.1.4程序升温脱附过程的数学分析 157

5.1.5 TPD法研究催化剂实例 162

5.1.6程序升温脱附红外检测（TPD-IR） 171

5.2程序升温表面反应 174

5.2.1研究反应条件下的表面吸附态 174

5.2.2考察反应机理 174

5.3程序升温还原 176

5.3.1 实验装置和影响TPR峰的因素 176

5.3.2还原过程热力学和机理 177

5.3.3 TPR表征催化剂实例 181

5.4程序升温氧化 186

5.4.1 负载铜催化剂的氧化行为 186

5.4.2 钴／氧化铝催化剂表面积炭研究 188

参考文献 189

6.1概述 191

第6章吸附和表面反应动力学 191

6.2色谱条件下的一级反应动力学 195

6.2.1 理论推导 195

6.2.2 Bassett方程的应用 196

6.2.3 Bassett方法与中毒法结合研究金属催化剂的活性位的性质 197

6.3色谱条件下的非一级反应动力学 200

6.3.1 数学关系 200

6.3.2 非一级反应动力学方程的应用 204

6.3.3 Langmuir和Hinshelwood动力学 205

6.4考虑传质影响的瞬态反应动力学 212

6.4.1 催化反应色谱技术理论 212

6.4.2若干简化情形 217

6.4.3 表面反应动力学参数的计算及其他柱参数和操作参数对它的影响 219

6.4.4催化反应色谱技术的应用 221

6.4.5数据处理方法与实验条件的匹配 225

6.4.6 时间分辨催化反应色谱技术（TRCRC） 227

6.5断流色谱 228

6.5.1概述 228

6.5.2断流色谱理论 228

6.5.3 断流色谱应用实例 230

6.5.4复杂反应的断流色谱 233

6.6流向转换色谱 236

6.6.1概述 236

6.6.2流向转换色谱理论分析 238

6.6.3流向转换色谱应用实例 241

6.6.4 空穴色谱法 245

6.7.1概述 246

6.7.2 动态－稳态过程的理论分析 246

6.7动态－稳态法 246

6.7.3 动态－稳态法的应用实例 247

6.8三相催化反应的吸附和表面反应速率 249

6.8.1 概述 249

6.8.2理论分析 250

6.8.3 应用实例 251

参考文献 255

第7章不同吸附物种在催化反应中的作用 259

7.1可逆和不可逆吸附物种的测量 260

7.1.1静态化学吸附测量法 260

7.1.2迎头色谱测量法 260

7.1.3程序升温迎头吸脱附测量法 260

7.1.4加压迎头色谱技术 262

7.2.1概述 263

7.2可逆吸附物种在非均相催化反应中的作用 263

7.2.2在实际反应条件下可逆吸附物种存在的证据 264

7.2.3 可逆吸附物种在重整反应中的作用 270

7.2.4 可逆吸附物种在烃类加氢反应中的作用 271

7.2.5可逆吸附物种在一氧化碳加氢反应中的作用 272

7.2.6 可逆吸附物种在氧化反应中的作用 273

7.3不可逆吸附物种在催化反应中的作用 276

7.3.1概述 276

7.3.2研究不可逆吸附物种在多相催化反应中的作用的实验方法 277

7.3.3 不可逆吸附氢在催化反应中的作用 277

7.3.4 不可逆吸附氢在一氧化碳加氢反应中的作用 278

7.3.5不可逆吸附物种在不饱和烃加氢反应中的作用 279

7.3.6不可逆吸附一氧化碳在加氢反应中的作用 282

7.4.2迎头反应色谱的理论——反应物的流出曲线 283

7.4迎头反应色谱技术理论 283

7.4.1概述 283

7.4.3迎头反应色谱的理论——产物的流出曲线 289

7.4.4迎头反应色谱的理论——串行反应的流出曲线 291

7.4.5迎头反应色谱技术理论的应用 292

7.5非均相催化研究中的过渡应答方法 293

7.5.1概述 293

7.5.2过渡应答实验用反应器 294

7.5.3非均相催化的数学描述 296

7.5.4基元反应中各未知参数的求取 297

7.5.5过渡应答方法的应用 298

7.5.6 TAP反应器系统的数学基础 301

参考文献 303

8.1溢流现象的发现及研究回顾 307

第8章吸附和催化反应过程中的溢流现象 307

8.2溢流及其相关过程 308

8.2.1溢流 308

8.2.2表面扩散 309

8.2.3 溢流物种的反应 310

8.3吸附过程中的溢流现象 310

8.3.1 氢的化学吸附 311

8.3.2 氢脱附 313

8.3.3 氢滴定 314

8.4实际催化过程中的溢流现象 315

8.4.1 原油精制 315

8.4.2选择氧化 317

8.4.4 环境催化 318

8.4.3 甲醇合成 318

8.5溢流物种及溢流形式 319

8.5.1 载体表面上的氢溢流 319

8.5.2 金属与金属间的溢流 321

8.5.3 氧溢流 322

8.5.4反溢流 322

8.6溢流物种的反应 325

8.6.1 同位素交换 326

8.6.2 同位素交换定量计算 328

8.6.3溢流物种与固相的反应 331

8.6.4分子物种的溢流 333

8.6.5 合成气反应中的分子物种溢流 333

8.6.6溢流氢的加氢反应 336

8.6.7催化活性中心的遥控 339

8.6.8遥控反应的数学模型 341

8.7溢流产生的催化作用 342

8.7.1溢流产生的加氢活性 343

8.7.2 溢流产生的其他催化反应 344

8.7.3溢流氧产生的催化活性 346

8.8溢流的速率、溢流物种的浓度及溢流的距离 346

8.8.1金属表面上的扩散 347

8.8.2氧化物表面上的扩散 347

8.8.3溢流速率 348

8.8.4 溢流距离 348

8.8.5活性相浓度 349

8.8.6表面向气相的扩散 349

参考文献 349