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前言1

第1章 催化剂与催化作用1

1.1 催化剂发展的历史及其重要性1

1.2 催化剂及催化作用的定义与基本特性3

1.3 催化作用基础5

1.3.1 催化作用的化学本质5

1.3.2 热力学基础6

1.3.3 动力学基础8

1.4 催化反应和催化剂分类8

1.4.1 催化反应分类8

1.4.2 催化剂分类11

1.5 催化剂的基本组成12

1.5.2 助催化剂（助剂）13

1.5.1 主（共）催化剂（活性组分）13

1.5.3 载体14

1.6 催化剂的反应性能15

1.6.1 催化剂的活性16

1.6.2 催化剂的选择性16

1.6.3 催化剂的稳定性17

1.7 工业催化剂开发简述18

1.7.1 工业催化剂的基本要求18

1.7.2 工业催化剂的设计方法19

1.8 重要催化剂简介20

1.8.1 催化氧化催化剂20

1.8.2 加氢催化剂21

1.8.3 脱氢催化剂22

1.8.5 石油炼制催化剂23

1.8.4 芳烃转化催化剂23

1.8.7 聚合反应催化剂25

1.8.6 化肥工业催化剂25

1.8.8 环境保护催化剂26

1.9 催化科学和技术展望27

参考文献28

第2章 吸附与催化作用31

2.1 概论31

2.2 吸附作用31

2.2.1 物理吸附与化学吸附31

2.2.2 化学吸附类型和化学吸附态32

2.2.3 吸附力36

2.2.4 吸附速率和脱附速率36

2.3.1 固体吸附剂的表面模型37

2.3 吸附平衡和等温方程37

2.3.2 吸附位能曲线38

2.3.3 等温吸附线39

2.3.4 等温吸附方程40

2.4 催化剂的表面积和孔结构43

2.4.1 催化剂表面积的测量44

2.4.2 孔结构45

2.4.3 催化剂的孔内扩散48

2.5 吸附和催化反应过程中的溢流现象48

2.5.1 溢流现象及其定义48

2.5.2 溢流的相关过程49

2.5.3 溢流物种及溢流形式50

2.5.5 工业催化过程中的溢流现象52

2.5.4 溢流产生的催化作用52

参考文献53

第3章 催化剂的制备与应用55

3.1 浸渍法55

3.1.1 载体和浸渍液56

3.1.2 浸渍过程57

3.1.3 浸渍法分类57

3.1.4 影响因素59

3.1.5 浸渍催化剂的热处理60

3.2 沉淀法61

3.2.1 沉淀剂的选择61

3.2.2 沉淀过程62

3.2.3 沉淀法的分类63

3.2.4 沉淀法的影响因素65

3.2.5 沉淀的后处理过程67

3.3 溶胶-凝胶法69

3.3.1 溶胶的制备70

3.3.2 溶胶-凝胶的转化70

3.3.3 凝胶的干燥71

3.3.4 后处理72

3.3.5 溶胶-凝胶法制备催化剂的应用实例72

3.4 微乳化技术制备催化剂74

3.4.1 微乳化技术74

3.4.2 微乳液合成纳米材料的影响因素75

3.4.3 微乳液的制法77

3.5 等离子体、微波、超声等非常规技术制备催化剂78

3.5.1 等离子体技术78

3.4.4 非离子表面活性剂微乳体系78

3.5.2 微波技术81

3.5.3 超声波技术84

3.6 水热反应合成方法85

3.6.1 概述85

3.6.2 实例86

3.7 其他催化剂制备方法86

3.7.1 混合法86

3.7.2 离子交换法87

3.7.3 熔融法88

参考文献88

第4章 金属催化剂与催化作用91

4.1 金属催化剂的主要类型及催化反应示例91

4.2.1 金属的晶体结构93

4.2 金属的微观结构93

4.2.2 晶格的缺陷与位错94

4.3 研究金属催化作用的几种化学键理论95

4.3.1 能带理论95

4.3.2 价键模型96

4.3.3 配位场理论97

4.4 金属催化剂晶体结构与催化性能的关系97

4.4.1 金属晶格不规则性与催化性能97

4.4.2 金属催化活性的经验规则97

4.5 负载型金属催化剂99

4.5.1 金属晶粒的分布99

4.5.2 金属的分散度100

4.5.3 活性金属与载体的相互作用100

4.5.4 结构敏感型和非敏感型反应103

4.6.1 双金属的表面组成104

4.6 双金属催化剂104

4.6.2 双金属的催化特征105

4.6.3 双金属上的催化反应105

4.7 烧结和迁移性107

4.8 金属催化剂的中毒109

4.9 金属催化剂催化作用的典型实例剖析110

4.9.1 合成氨工业催化剂110

4.9.2 乙烯环氧化工业催化剂111

参考文献112

第5章 金属氧化物催化剂及其催化作用115

5.1 金属氧化物催化剂的应用及分类116

5.1.1 金属氧化物的应用116

5.1.2 金属氧化物催化剂的结构类型117

5.2 金属氧化物的性质及结构与催化作用的关系121

5.2.1 金属氧化物的缺陷和半导体性质122

5.2.2 金属氧化物的酸碱性124

5.3 金属氧化物的氧化还原机理125

5.3.1 过渡金属氧化物表面的M=O键与催化作用125

5.3.2 金属氧化物催化剂的氧化还原（Redox）机理125

5.4 金属氧化物催化剂的典型应用实例126

5.4.1 C3烃氨氧化制丙烯腈复合氧化物催化剂126

5.4.2 钒系复合氧化物催化剂催化苯选择氧化制顺酐127

5.4.3 烟气脱硫催化剂及其催化作用129

5.4.4 NOx净化催化剂及应用131

5.4.5 挥发性有机化合物处理用催化剂及其应用132

5.4.6 二氧化钛光催化剂的应用135

参考文献138

6.1.1 分子筛的种类与组成141

第6章 分子筛催化剂及其催化作用141

6.1 分子筛简介141

6.1.2 分子筛的结构147

6.2 分子筛的性质149

6.2.1 分子筛的物理性质149

6.2.2 分子筛的离子交换性质150

6.2.3 分子筛的活性中心理论150

6.2.4 分子筛酸位的形成理论150

6.2.5 分子筛阳离子催化性能理论151

6.2.6 分子筛阴离子骨架催化性能理论151

6.2.7 分子筛中水的催化性能154

6.3 微孔分子筛材料催化化学154

6.3.1 微孔分子筛的合成方法155

6.3.2 微孔分子筛的催化化学157

6.4 中孔分子筛材料催化化学160

6.4.1 中孔分子筛的合成方法161

6.4.2 中孔材料的应用及研究进展162

6.4.3 中孔分子筛研究中存在的主要问题和发展方向165

参考文献166

第7章 络合催化剂及其催化作用170

7.1 络合催化简介170

7.2 络合催化作用类型171

7.2.1 配位催化作用171

7.2.2 电子迁移催化作用171

7.3 络合催化理论概要174

7.3.1 原子轨道和络合物晶体场理论模型174

7.3.2 配位场理论178

7.4 络合催化在工业上的应用179

7.4.1 烯烃氢甲酰化反应179

7.4.2 烃类氧化反应179

7.4.3 不饱和烃加氢反应181

7.4.4 甲醇羰基化合成乙酸182

7.5 均相络合催化剂的固载化182

7.6 含配体环境的金属纳米粒子胶态溶液的催化反应183

7.6.1 交联反应中的应用183

7.6.2 氢化反应和氧化反应中的应用186

7.7 金属配合物催化剂在不对称催化合成反应中的应用187

参考文献189

8.1 固体酸、碱的定义及分类191

第8章 固体酸碱催化剂及其催化作用191

8.2 固体表面酸、碱性的表征192

8.2.1 酸性表征193

8.2.2 固体表面碱性的测定197

8.3 酸碱中心的形成过程199

8.3.1 氧化物酸中心的形成199

8.3.2 氢型沸石分子筛的酸中心的形成200

8.3.3 金属硫酸盐酸中心的形成202

8.4 固体酸碱催化反应机理202

8.4.1 酸催化机理——正碳离子机理202

8.4.2 碱催化反应机理——负碳离子机理203

8.4.3 固体酸碱的协同催化作用204

8.5 固体表面酸性与催化活性的关系204

8.5.1 酸量与催化活性的关系204

8.5.2 酸强度与催化活性的关系205

8.5.3 酸性位与催化活性和选择性的关系206

8.6 典型的固体酸碱催化剂及其催化作用206

8.6.1 杂多酸化合物206

8.6.2 SO？-/MxOy系列固体超强酸210

8.6.3 固体碱212

参考文献214

第9章 催化剂性能评价及其结构表征216

9.1 催化剂活性评价概述216

9.1.1 活性评价的目的216

9.1.2 活性评价参数的选择217

9.1.3 影响活性测试的因素217

9.2 催化剂的宏观物性与测定218

9.2.1 催化剂表面积及主要测定方法（BET法）218

9.2.2 催化剂孔结构表征219

9.2.3 催化剂的机械强度测定221

9.3 催化剂的微观结构表征221

9.3.1 电子显微分析222

9.3.2 热分析技术226

9.3.3 X射线衍射分析方法233

9.3.4 电子能谱分析239

9.3.5 程序升温分析技术243

9.3.6 红外光谱方法247

9.3.7 漫反射紫外－可见光谱方法251

9.3.8 其他分析方法253

参考文献254

总习题257

储伟教授发表的代表作20篇261