催化科學(xué)和技術(shù)遍及人們生活的各個(gè)領(lǐng)域從衣、食、住、行到環(huán)境、建慷、生命以及國(guó)防安全。當(dāng)前中國(guó)石油的煉制能力已經(jīng)超過(guò)3億噸、煉鋼產(chǎn)能超過(guò)億頓、化肥生產(chǎn)量居世界首位、三大合成亦已成為最大生產(chǎn)和需求國(guó),椐統(tǒng)計(jì)化學(xué)工業(yè)的80%產(chǎn)值是經(jīng)催化作用取得,國(guó)民經(jīng)濟(jì)GDP占20%可見(jiàn)其重要性。了解和掌握由成千個(gè)反應(yīng)和上萬(wàn)個(gè)催化劑構(gòu)成的厐大知識(shí)領(lǐng)域,這對(duì)催化和材料專(zhuān)業(yè)研究生教育至關(guān)重要。本書(shū)-現(xiàn)代催化化學(xué)和它的姊妹篇-現(xiàn)代催化研究方法(已于2009年由科學(xué)出版社出版)能夠給其一個(gè)廣博和札實(shí)的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)。根椐目前中國(guó)的國(guó)情對(duì)催化科學(xué)和技術(shù)的需求是大量的、多方面的。各高等院校、企事業(yè)研究單位、科研院所從事催化、材料相關(guān)研究的隊(duì)伍相當(dāng)龐大。盡快普及和提高這方面的專(zhuān)業(yè)知識(shí)有廣闊的前景和重要意義。
催化科學(xué)和技術(shù)遍及人們生活的各個(gè)領(lǐng)域,從衣、食、住、行到環(huán)境、健康、生命及國(guó)防安全。當(dāng)前中國(guó)的石油煉制能力已經(jīng)超過(guò)5億噸/年,煉鋼產(chǎn)能超過(guò)億噸/年,化肥生產(chǎn)量居世界首位,亦已成為世界最大的三大合成材料(合成纖維、合成橡膠、合成樹(shù)脂)生產(chǎn)國(guó)和需求國(guó)。據(jù)統(tǒng)計(jì),化學(xué)工業(yè)的80%產(chǎn)值是經(jīng)催化作用取得,占國(guó)民經(jīng)濟(jì)GDP約20%,可見(jiàn)其重要性。了解和掌握由成千個(gè)反應(yīng)和上萬(wàn)種催化劑構(gòu)成的龐大知識(shí)領(lǐng)域,對(duì)催化和材料專(zhuān)業(yè)研究生教育至關(guān)重要。本書(shū)《現(xiàn)代催化化學(xué)》和它的姊妹篇《現(xiàn)代催化研究方法》(將于2017年由科學(xué)出版社出版第二版)能夠給其一個(gè)廣博和扎實(shí)的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)。根據(jù)目前中國(guó)的國(guó)情,對(duì)催化科學(xué)和技術(shù)的需求是大量的、多方面的。各高等院校、企事業(yè)研究單位和科研院所從事催化、材料相關(guān)研究的隊(duì)伍相當(dāng)龐大,盡快普及和提高這方面的專(zhuān)業(yè)知識(shí)有重要意義和廣闊的前景。
近年來(lái),國(guó)內(nèi)催化化學(xué)的書(shū)有幾本,多是從反應(yīng)種類(lèi)(反應(yīng)別)來(lái)闡述或是按催化劑材料種類(lèi)(元素別)來(lái)撰寫(xiě)的,有的則是兩者的混合,這些寫(xiě)法可以方便于深刻闡述其作用原理、反應(yīng)機(jī)理、科學(xué)分類(lèi)等。但是,由于催化化學(xué)的領(lǐng)域龐大且繁多,例如,在石油煉制領(lǐng)域就有上千種催化劑和上百個(gè)反應(yīng),學(xué)生在走向工作崗位時(shí)或?qū)嶋H應(yīng)用時(shí)往往很難“對(duì)接”。為了便于實(shí)用,本書(shū)采取按領(lǐng)域分類(lèi),進(jìn)一步吸取按催化材料分類(lèi)和按反應(yīng)分類(lèi)的優(yōu)勢(shì)重點(diǎn)介紹其關(guān)鍵命題的原理作為本書(shū)的經(jīng)緯。另外,本書(shū)兼顧“路線(xiàn)圖”、“網(wǎng)絡(luò)性”和“科學(xué)性”三個(gè)方面的作用,試圖有利于讀者同實(shí)際“對(duì)接”。
為此,本書(shū)第一章以催化作用的核心——活性中心的本質(zhì)、結(jié)構(gòu)、性能及調(diào)變規(guī)律的認(rèn)識(shí)展開(kāi),以期給人們理論上的認(rèn)識(shí)。繼而在第二章講述催化劑制備科學(xué),試圖從最常用的催化劑制備過(guò)程闡明其化學(xué)原理,達(dá)到舉一反三的作用。其后各章,相繼介紹催化化學(xué)的主要應(yīng)用領(lǐng)域:氨合成化學(xué)、石油煉制化學(xué)、三大合成、合成氣化學(xué)、石油化工一精細(xì)化工、環(huán)境催化和生物質(zhì)催化轉(zhuǎn)化。
“催化與材料化學(xué)研究生教學(xué)叢書(shū)”序
前言
第1章 催化活性中心/活性相概念的認(rèn)知
1.1 引言
1.2 經(jīng)典的催化基礎(chǔ)研究(1900~1960年)
1.2.1 在金屬催化劑表面的化學(xué)吸附
1.2.2 化學(xué)吸附的分子軌道描述
1.2.3 化學(xué)吸附的主要研究方法
1.2.4 金屬催化劑的d電子理論
1.2.5 在金屬氧化物催化劑表面的化學(xué)吸附
1.2.6 表面鍵的研究
1.3 表面科學(xué)對(duì)催化研究的推動(dòng)
1.3.1 活性相/活性中心的識(shí)別
1.3.2 氨合成活性相研究
1.3.3 探針?lè)肿拥募t外光譜
1.3.4 參與反應(yīng)的活性相/活性中心的識(shí)別
1.4 納米科學(xué)與技術(shù)對(duì)催化科學(xué)的沖擊
1.4.1 催化劑活性中心/活性相粒子大小、分布、組成、結(jié)構(gòu)的控制合成和表征
1.4.2 催化劑活性中心/活性相的形貌控制
1.4.3 在多孔材料孔中活性相的調(diào)控和表征
1.4.4 納米反應(yīng)器的設(shè)計(jì)合成
1.4.5 全紫外.可見(jiàn)區(qū)激光共振拉曼光譜
1.4.6 多孔催化材料合成原位表征
1.4.7 催化中的限域效應(yīng)
1.5 展望
參考文獻(xiàn)
第2章 固體催化劑制備技術(shù)原理
2.1 引言
2.2 本體催化劑
2.2.1 沉淀/共沉淀法
2.2.2 溶膠.凝膠法
2.3 負(fù)載催化劑
2.3.1 金屬離子在載體表面的吸附
2.3.2 浸漬法
2.3.3 沉積沉淀法
2.4 固體催化劑制備技術(shù)進(jìn)展
2.4.1 微波和等離子體技術(shù)
2.4.2 原子層沉積法
2.4.3 微/納乳液法
2.5 結(jié)語(yǔ)和展望
參考文獻(xiàn)
第3章 氨合成化學(xué)
3.1 引言
3.2 工業(yè)合成氨過(guò)程
3.2.1 原料氣制取
3.2.2 原料氣凈化
3.2.3 氨合成及其熱力學(xué)
3.3 氨合成催化劑
3.3.1 催化劑的化學(xué)組成
3.3.2 熔鐵催化劑的制備過(guò)程與化學(xué)反應(yīng)
3.3.3 氨合成催化劑的還原
3.3.4 熔鐵催化劑的結(jié)構(gòu)
3.4 氨合成催化反應(yīng)機(jī)理
3.4.1 氫氣和氮?dú)獾幕罨?br />
3.4.2 氮化物的形成
3.4.3 基元步驟
3.4.4 氨合成反應(yīng)機(jī)理
3.4.5 氨分解反應(yīng)機(jī)理
3.4.6 結(jié)構(gòu)敏感與結(jié)構(gòu)非敏感反應(yīng)
3.5 氨合成總包反應(yīng)動(dòng)力學(xué)
3.5.1 Temkin方程式
3.5.2 Temkin-Pyzhev氨合成反應(yīng)速率方程
3.5.3 氨合成反應(yīng)宏觀(guān)動(dòng)力學(xué)
第4章 石油煉制催化作用
第5章 三大合成催化
第6章 合成氣化學(xué)
第7章 石油化工-精細(xì)化工
第8章 環(huán)境催化
第9章 生物質(zhì)催化轉(zhuǎn)化
作者簡(jiǎn)介