工業(yè)催化（第二版）

第1篇工業(yè)催化作用基礎(chǔ)
第1章緒論/2
1.1催化科學(xué)的誕生與發(fā)展/2
1.2催化技術(shù)的重要應(yīng)用領(lǐng)域/6
1.2.1能源與化工催化/6
1.2.2化肥催化/7
1.2.3環(huán)境催化/8
1.2.4生物催化/9
1.2.5手性（不對(duì)稱(chēng)）催化/9
1.2.6新材料合成和新型催化材料/10
思考題/10

第2章催化劑概述/11
2.1催化劑和催化作用的基本特征/11
2.2催化體系的分類(lèi)/14
2.2.1按催化反應(yīng)體系物相的均一性分類(lèi)/14
2.2.2按催化作用機(jī)理分類(lèi)/16
2.2.3按催化反應(yīng)類(lèi)別分類(lèi)/16
2.3催化劑的組成及工業(yè)催化劑的基本性能要求/17
2.3.1催化劑的組成/17
2.3.2工業(yè)催化劑的基本性能要求/18
思考題/21

第3章催化作用基礎(chǔ)/23
3.1多相催化/23
3.1.1催化劑的吸附作用/23
3.1.2多相催化中的擴(kuò)散/31
3.2均相催化/35
3.2.1均相催化的特點(diǎn)/36
3.2.2均相催化理論/36
3.2.3均相催化和多相催化的關(guān)聯(lián)/38
3.3催化反應(yīng)系統(tǒng)的分析/39
3.3.1催化反應(yīng)系統(tǒng)簡(jiǎn)述/39
3.3.2中間物的活性本質(zhì)/40
3.3.3催化循環(huán)/40
思考題/42

第2篇工業(yè)催化劑作用原理
第4章金屬催化劑/44
4.1金屬催化劑的吸附作用/45
4.1.1金屬對(duì)氣體的化學(xué)吸附能力/45
4.1.2化學(xué)吸附強(qiáng)度與催化活性/46
4.2金屬的電子結(jié)構(gòu)理論/47
4.2.1能帶理論/47
4.2.2價(jià)鍵理論/47
4.3金屬表面幾何因素與催化活性/49
4.3.1原子間距/49
4.3.2晶面花樣/50
4.4晶格的缺陷與位錯(cuò)/51
4.4.1晶格缺陷和位錯(cuò)的主要類(lèi)型/51
4.4.2晶格不規(guī)整性與多相催化/51
4.4.3金屬表面在原子水平上的不均勻性/52
4.5各類(lèi)金屬催化劑及催化作用/53
4.5.1塊狀金屬催化劑/53
4.5.2負(fù)載型金屬催化劑/53
4.5.3合金催化劑/56
4.5.4金屬互化物催化劑/57
4.5.5金屬簇合物催化劑/57
4.5.6金屬膜催化劑/59
思考題/60

第5章金屬氧化物催化劑/61
5.1非計(jì)量化合物和計(jì)量化合物/62
5.1.1非計(jì)量化合物的成因/62
5.1.2非計(jì)量化合物的類(lèi)型/62
5.1.3計(jì)量化合物（本征半導(dǎo)體）/63
5.2半導(dǎo)體的能帶理論/64
5.2.1半導(dǎo)體的能帶結(jié)構(gòu)/64
5.2.2施主和受主/65
5.2.3費(fèi)米能級(jí)和脫出功/65
5.3氣體在半導(dǎo)體上的化學(xué)吸附/66
5.4半導(dǎo)體的導(dǎo)電性與催化活性/66
5.4.1N2O的分解/67
5.4.2CO的氧化/67
5.5半導(dǎo)體Ef和φ對(duì)催化反應(yīng)選擇性的影響/68
5.6d電子構(gòu)型、金屬-氧鍵、晶格氧與催化活性/69
5.6.1d電子構(gòu)型/69
5.6.2金屬-氧鍵/69
5.6.3晶格氧（O2-）/69
5.7金屬硫化物催化劑/70
5.7.1加氫脫硫及其相關(guān)過(guò)程的作用機(jī)理/71
5.7.2重油的催化加氫精制/71
思考題/72

第6章固體酸堿催化劑/73
6.1酸堿的定義和性質(zhì)測(cè)定/73
6.1.1酸堿的定義/73
6.1.2固體酸堿性質(zhì)的測(cè)定/74
6.2固體酸堿性的來(lái)源/78
6.2.1負(fù)載酸/78
6.2.2氧化物及復(fù)合氧化物/78
6.2.3金屬鹽/80
6.2.4固體超強(qiáng)酸/81
6.2.5雜多酸/81
6.2.6離子交換樹(shù)脂/82
6.3固體酸堿性與催化作用/83
6.3.1酸中心類(lèi)型與催化作用的關(guān)系/83
6.3.2酸強(qiáng)度與催化作用的關(guān)系/84
6.3.3酸濃度與催化活性的關(guān)系/84
6.4分子篩催化劑/85
6.4.1分子篩的結(jié)構(gòu)/85
6.4.2分子篩的特性和催化性能/89
6.4.3分子篩的酸性來(lái)源/92
思考題/94

第7章均相催化劑/95
7.1液體酸堿催化劑/95
7.1.1酸堿催化反應(yīng)的特點(diǎn)/95
7.1.2Brnsted酸堿催化劑/96
7.1.3Lewis酸堿催化劑/98
7.1.4有機(jī)小分子催化/99
7.2離子催化劑/99
7.2.1中性鹽效應(yīng)/99
7.2.2離子對(duì)催化劑/100
7.2.3金屬離子催化劑/100
7.3絡(luò)合催化劑/101
7.3.1絡(luò)合催化中的化學(xué)鍵合/101
7.3.2絡(luò)合催化的關(guān)鍵反應(yīng)步驟/102
7.3.3絡(luò)合催化循環(huán)/105
7.3.4配位場(chǎng)的影響/108
7.4離子液體催化劑/108
7.4.1離子液體的分類(lèi)及特點(diǎn)/109
7.4.2離子液體的合成/109
7.4.3離子液體在催化反應(yīng)中的應(yīng)用/111
7.5均相催化劑的多相化/112
7.5.1均相催化劑存在的問(wèn)題/112
7.5.2均相催化劑多相化的方法/113
7.5.3均相催化劑多相化效應(yīng)/114
思考題/115

第3篇工業(yè)催化劑的組成、制備、使用、分析測(cè)試和表征
第8章助催化劑與載體/117
8.1助催化劑/117
8.1.1助催化劑的種類(lèi)/117
8.1.2助催化劑對(duì)催化性能的影響/119
8.2載體/121
8.2.1理想載體應(yīng)具備的條件/121
8.2.2載體的作用/121
8.2.3載體的分類(lèi)/123
思考題/126

第9章 工業(yè)催化劑的制備技術(shù)/127
9.1概述/127
9.1.1催化劑制備特點(diǎn)/127
9.1.2催化劑制備技術(shù)/128
9.2沉淀法/128
9.2.1沉淀原理/128
9.2.2沉淀法的工藝過(guò)程/129
9.2.3沉淀法的分類(lèi)/130
9.2.4金屬鹽前驅(qū)體和沉淀劑的選擇/132
9.2.5影響沉淀形成的因素/133
9.3浸漬法/136
9.3.1載體的選擇/136
9.3.2浸漬液的配制/137
9.3.3活性組分在載體上的分布與控制/137
9.3.4常用浸漬工藝/139
9.3.5浸漬顆粒的熱處理過(guò)程/140
9.4混合法/142
9.5離子交換法/143
9.6熔融法/143
9.7其他制備技術(shù)/144
9.7.1微乳液技術(shù)/144
9.7.2溶膠-凝膠法/145
9.7.3等離子體技術(shù)/145
9.7.4微波技術(shù)/146
9.7.5超聲波技術(shù)/146
9.7.6超臨界技術(shù)/147
9.7.7原子層沉積技術(shù)/147
9.7.8冷凍干燥技術(shù)/148
9.7.9膜技術(shù)/148
9.8催化劑的成型/150
9.8.1成型工藝概述/150
9.8.2成型對(duì)催化劑性能的影響/151
9.8.3成型助劑/152
9.8.4幾種重要的成型方法/153
思考題/156

第10章 工業(yè)催化劑的使用/157
10.1催化劑的裝填/157
10.1.1催化劑篩分與裝填/157
10.1.2開(kāi)停車(chē)及鈍化/158
10.2催化劑的活化/159
10.2.1還原活化/159
10.2.2硫化活化/160
10.2.3氧化活化/161
10.3催化劑的失活/161
10.3.1中毒/162
10.3.2積炭/163
10.3.3燒結(jié)/164
10.3.4活性組分流失/164
10.4催化劑再生與回收利用/164
10.4.1催化劑再生/165
10.4.2催化劑回收利用/166
思考題/167

第11章催化劑性能的評(píng)價(jià)、測(cè)試和表征/168
11.1催化劑的性能評(píng)價(jià)/168
11.1.1實(shí)驗(yàn)室反應(yīng)器/168
11.1.2性能評(píng)價(jià)方法/172
11.2催化劑的宏觀(guān)物性測(cè)定/174
11.2.1顆粒直徑及粒徑分布/174
11.2.2機(jī)械強(qiáng)度測(cè)定/175
11.2.3催化劑的抗毒穩(wěn)定性及其測(cè)定/176
11.2.4比表面積測(cè)定與孔結(jié)構(gòu)表征/177
11.3催化劑微觀(guān)性質(zhì)的測(cè)定和表征/181
11.3.1電子顯微鏡在催化劑研究中的應(yīng)用/181
11.3.2X射線(xiàn)衍射技術(shù)/183
11.3.3熱分析法/185
11.3.4程序升溫分析法/188
11.3.5光譜分析法/191
11.3.6能譜分析法/193
11.3.7核磁共振技術(shù)/196
思考題/198

第4篇工業(yè)催化劑各論
第12章石油煉制催化劑/200
12.1催化裂化催化劑/200
12.1.1催化裂化的主要反應(yīng)和反應(yīng)機(jī)理/200
12.1.2催化裂化催化劑的組成及分類(lèi)/201
12.1.3催化裂化催化劑的制備/202
12.1.4催化裂化催化劑的失活與再生/203
12.2催化加氫催化劑/204
12.2.1催化加氫的主要反應(yīng)和反應(yīng)機(jī)理/205
12.2.2催化加氫催化劑的分類(lèi)及組成/208
12.2.3催化加氫催化劑的制備/210
12.2.4催化加氫催化劑的失活與再生/210
12.3催化重整催化劑/211
12.3.1催化重整的主要反應(yīng)和反應(yīng)機(jī)理/211
12.3.2催化重整催化劑的組成及分類(lèi)/212
12.3.3催化重整催化劑的制備/213
12.3.4催化重整催化劑的失活與再生/214
12.4其他煉油催化劑/216
12.4.1C5～C6異構(gòu)化催化劑/216
12.4.2C8芳烴臨氫異構(gòu)化催化劑/217
12.4.3烷基化催化劑/218
12.4.4烯烴疊合催化劑/218
12.4.5柴油氧化脫硫催化劑/219
思考題/219

第13章基本有機(jī)化工催化劑/220
13.1乙烯及其初級(jí)衍生物生產(chǎn)用催化劑/220
13.1.1碳二餾分選擇性加氫除炔/220
13.1.2乙烯部分氧化制環(huán)氧乙烷/222
13.1.3乙烯和苯合成乙苯/224
13.2丙烯及其初級(jí)衍生物生產(chǎn)用催化劑/225
13.2.1碳三餾分選擇性加氫除炔/225
13.2.2異丙醇脫氫制丙酮/226
13.2.3丙烯氧化制丙烯酸/227
13.2.4丙烯氨氧化制丙烯腈/227
13.2.5丙烯羰基合成制丁醇及2-乙基己醇/228
13.2.6丙烯和苯烷基化制異丙苯/229
13.3碳四餾分主要初級(jí)衍生物生產(chǎn)用催化劑/230
13.3.1異丁烷脫氫制異丁烯/230
13.3.2正丁烷或苯氧化制順丁烯二酸酐/231
13.3.3異丁烯(叔丁醇)氧化制甲基丙烯酸/232
13.3.4順酐酯化加氫或甲醛乙炔化制1,4-丁二醇/233
13.4輕質(zhì)芳烴及其初級(jí)衍生物生產(chǎn)用催化劑/235
13.4.1乙苯脫氫催化劑/235
13.4.2甲苯歧化與烷基轉(zhuǎn)移制二甲苯和苯/236
13.4.3二甲苯臨氫異構(gòu)化/237
13.4.4苯制己內(nèi)酰胺/238
13.4.5鄰二甲苯氧化制鄰苯二甲酸酐（苯酐）/241
13.4.6對(duì)二甲苯氧化制對(duì)苯二甲酸/242
13.5甲醇及其初級(jí)衍生物生成用催化劑/243
13.5.1CO和H2合成甲醇/243
13.5.2甲醇羰基合成或乙醛氧化制醋酸/245
思考題/247

第14章化肥工業(yè)催化劑/248
14.1脫硫催化劑/248
14.1.1烴類(lèi)加氫脫硫催化劑/248
14.1.2硫黃回收催化劑/250
14.1.3脫硫劑/255
14.1.4COS水解催化劑/256
14.2烴類(lèi)轉(zhuǎn)化催化劑/257
14.3CO變換催化劑/258
14.3.1鐵鉻系高溫變換催化劑/259
14.3.2銅鋅系低溫變換催化劑/260
14.3.3CO寬溫(耐硫)變換催化劑/261
14.4甲烷化催化劑/262
14.5合成氨催化劑/263
14.5.1合成氨催化劑研究進(jìn)展/263
14.5.2合成氨鐵催化劑的制備/265
14.5.3預(yù)還原催化劑/265
14.6制硝酸和制硫酸催化劑/265
14.6.1氨氧化制HNO3催化劑/265
14.6.2SO2氧化制H2SO4催化劑/266
思考題/267

第15章碳一化工催化劑/268
15.1甲醇及低碳醇合成催化劑/268
15.1.1甲醇合成催化劑/268
15.1.2低碳混合醇合成催化劑/270
15.2甲醇氧化制甲醛催化劑/272
15.2.1反應(yīng)機(jī)理/272
15.2.2銀催化劑/272
15.2.3鐵-鉬氧化物催化劑/273
15.2.4其他催化劑/274
15.3羰基合成催化劑/274
15.3.1氫甲?；磻?yīng)催化劑/275
15.3.2炔烴羰基化催化劑/276
15.3.3烯烴的羰基化催化劑/276
15.3.4甲醇羰基化制醋酸催化劑/276
15.3.5醋酸甲酯羰基化制醋酐催化劑/278
15.3.6氧化羰基化合成碳酸酯催化劑/278
15.3.7硝基化合物的還原羰基化催化劑/278
15.4費(fèi)-托合成催化劑/279
15.4.1費(fèi)-托合成催化劑類(lèi)型/279
15.4.2費(fèi)-托合成催化劑的制備/280
15.5碳一化工中的催化新工藝/281
15.5.1天然氣的直接轉(zhuǎn)化/281
15.5.2天然氣間接轉(zhuǎn)化利用/283
15.5.3膜技術(shù)在碳一化工中的應(yīng)用/286
15.5.4CO2的利用/287
思考題/288

第16章環(huán)境保護(hù)和綠色化工催化劑/289
16.1空氣污染治理的催化凈化/290
16.1.1動(dòng)態(tài)污染源的凈化處理和三效催化劑/290
16.1.2靜態(tài)污染源的催化處理/292
16.2工業(yè)廢液的催化凈化/294
16.3大氣層保護(hù)與催化/295
16.3.1保護(hù)臭氧層的催化/295
16.3.2溫室效應(yīng)氣體催化減排/296
16.4綠色化學(xué)催化/297
16.4.1零排放與綠色化學(xué)/297
16.4.2原子經(jīng)濟(jì)、E因子與綠色化工生產(chǎn)/299
16.4.3綠色催化的案例分析/300
16.5光催化/302
16.5.1光催化原理/302
16.5.2環(huán)境光催化/303
16.5.3光催化環(huán)保功能材料/303
思考題/303

參考文獻(xiàn)/304