1、工業(yè)催化 教學大綱課程編號 ：S132022課程類型：專業(yè)課課程名稱：工業(yè)催化學 分： 2英文名稱： Industrial Catalysis 適用專業(yè)：化學工程與工藝、應用化學第一部分大綱說明一、課程的性質、目的和任務 本課程屬于化學工程與工藝專業(yè)和應用化學專業(yè)的專業(yè)必修課程， 主要介紹工業(yè)催 化技術的應用以及催化劑設計、 制備、 表征的一般知識和規(guī)律。 通過教學使學生掌握催 化作用原理、 催化劑設計、 催化劑制備與催化劑活性評價等基本知識， 了解催化過程的 應用與發(fā)展趨勢，為培養(yǎng)化工專業(yè)技術人才提供堅實的理論基礎。二、課程的基本要求1、知識要求：通過本課程的學習，使 學生了解催化作用的基本

2、規(guī)律和 基本原理，了解熱力學平 衡原理對催化作用的制約。 了解催化劑的組成、 制備原理和方法， 催化實驗用的反應器 和檢測儀器、 手段等。了解 工業(yè)催化技術的基本要求和特性。 掌握一些重要催化劑， 如 固體酸堿催化劑、 分子篩催化劑、 金屬催化劑、絡合催化劑、金屬氧化物劑和金屬硫化 物催化劑的催化作用和制備方法。2、能力要求： 本課程是一門實踐性很強的課程，在學習過程中要使學生多實踐、多觀察、多思 考，從而提高其自學能力、 分析能力和動手能力。 使學生能夠運用所學有關催化劑的基 本知識，進行簡單催化劑的設計和制備；能夠對催化劑作簡單表征。三、本課程與相關課程的聯(lián)系本課程應在物理化學 、化工原理

3、等課程之后開設。四、學時分配本課程學分為2學分，建議開設32學時（在保證學分的前提下可以微調）章（節(jié)）內容講課學時實驗（上機）學時課堂討論（習題課）學時現(xiàn)場教學學時總學時第一章緒論11第二章催化作用與催化劑33第三章吸附作用與多相催化66第四章各類催化劑及其催化作用1010第五章工業(yè)催化劑的制備與使用66第六章工業(yè)催化劑的活性評價與宏觀物性的表征66合計3232五、教材與參考書建議教材：工業(yè)催化（第二版），黃仲濤，化學工業(yè)出版社，2006年參考書目：1、 工業(yè)應用催化劑，金杏妹，華東理工大學出版社，2004年2、 工業(yè)催化劑研制與開發(fā)，閔恩澤，中國石化出版社，1997年3、 工業(yè)催化劑設計與開

4、發(fā)，黃仲濤，華南理工大學出版社，1992年4、 催化劑工程導論，王尚弟、孫俊全，化學工業(yè)出版社，2001年5、 工業(yè)催化原理，李玉敏，天津大學出版社，1996年六、教學方法與手段建議本課程以講授為主，部分內容采用課堂討論的形式。本課程與生產(chǎn)實際密切相關， 宜采用多媒體展現(xiàn)相關生產(chǎn)中的資料圖片，提高教學效果。要求學生認真完成作業(yè)外， 培養(yǎng)學生分析問題和解決問題的能力。在條件許可的情況下，帶領學生到化工廠參觀， 增強感性認識。七、課程考核方式與成績評定辦法考核形式：考試（閉卷）。成績評定辦法：課堂表現(xiàn)10%，作業(yè)20%，考試70%。第二部分 課程內容大綱第一章 緒論（1 學時）一、本章的教學目的和

5、要求 ：通過對本章的學習， 了解工業(yè)催化劑在經(jīng)濟上的重要性； 了解工業(yè)催化的發(fā)展簡史； 了解催化領域的新進展。重點：工業(yè)催化發(fā)展簡史。二、教學內容及要求：1、課程的任務和性質；2、課程的主要內容；3、工業(yè)催化的發(fā)展簡史：催化概念的誕生，基礎化工催化工藝的開發(fā)期，煉油和 石化工業(yè)的發(fā)展期， 合成高分子材料工業(yè)的興起， 擇形催化與新一代煉油工業(yè)， 手性催 化與制藥工業(yè)；4、催化領域新進展：環(huán)境保護和環(huán)境友好的催化技術，新能源開發(fā)的催化技術， 新材料合成的催化技術和新型催化材料， 生物催化技術， 手性催化技術， 組合催化技術， 納米催化技術，微化學反應體系中的催化技術。第二章 催化劑與催化作用（ 3

6、 學時）一、本章的教學目的和要求 ：了解催化劑的組成、載體的功能； 了解均相催化劑的特征； 掌握催化劑的定義、 催 化劑的活性、選擇性、穩(wěn)定性和壽命等概念。重點：催化作用和催化劑定義，催化劑分類，催化劑組成。 難點：催化基元反應步驟。二、教學內容及要求：1、催化作用的定義與特征：定義，特征；2、催化劑的組成與載體功能：催化劑的組成，載體的功能；3、對工業(yè)催化劑的要求：活性和選擇性指標，穩(wěn)定性和壽命指標，環(huán)境友好和自 然界的相容性；4、均相催化劑的特征：均相中的分子分散，催化基元反應步驟，絡合均相催化的 工業(yè)應用案例。第三章 吸附作用與多相催化（ 6 學時）一、本章的教學目的和要求 ：掌握催化劑

7、的吸附作用、 BET等溫式、多相催化中的傳質過程；了解催化劑的表面 結構。重點：催化劑的吸附作用、吸附等溫式，多相催化中的傳質過程。 難點：吸附等溫式。二、教學內容及要求：1、多相催化的反應步驟：外擴散與外擴散系數(shù)，內擴散系數(shù)，反應物分子的化學吸附，表面反應，產(chǎn)物的脫附；2、吸附等溫線：簡單的朗格繆爾吸附等溫式，解離吸附的朗格繆爾等溫式，競爭吸附的朗格繆爾等溫式，非理想的吸附等溫式，BET公式；3、金屬表面上的化學吸附：化學吸附研究用的金屬表面，金屬表面上分子的吸附態(tài)，分子在金屬上的活化及其吸附強度，金屬表面上化學吸附的應用；4、氧化物表面上的化學吸附：半導體氧化物上的化學吸附，絕緣體氧化物上

8、的化學吸附，氧化物表面積的測定；第四章 各類催化劑及其催化作用（ 10 學時）一、本章的教學目的和要求 ：掌握各類催化劑的結構特點和作用原理；了解各種催化劑中典型的催化作用實例。重點：各類催化劑的結構特點和作用原理。難點：各類催化劑的作用原理。二、教學內容及要求：1、酸堿催化劑及其催化作用：固體酸堿的定義和分類，固體表面的酸堿性質及其測定，酸、堿中心的形成與結構，固體酸堿的催化作用，超強酸及其催化作用，超強堿 及其催化作用雜多化合物及其催化作用離子交換樹脂及其催化作用；2、分子篩催化劑及其催化作用：分子篩的結構構型，分子篩催化劑的催化性能與調變，中孔分子篩催化劑及其催化作用；3、金屬催化劑及其

9、催化作用：金屬和金屬表面的化學鍵，金屬催化劑催化活性的 經(jīng)驗規(guī)則， 負載型金屬催化劑的催化活性， 金屬簇狀物催化劑， 合金催化劑及其催化作 用；非晶態(tài)合金催化劑及其催化作用，金屬膜催化劑及其催化作用；4、金屬氧化物和硫化物催化劑及其催化作用：半導體的能帶結構及其催化活性，氧化物表面的MO性質與催化劑活性、選擇性的關聯(lián)，復合金屬氧化物催化劑的結構化 學，金屬硫化物催化劑及其催化作用；5、絡合催化劑及其催化作用：過渡金屬離子的化學鍵合，絡合催化中的關鍵反應 步驟，絡合催化循環(huán)，配位場的影響，均相絡合催化劑的固相化技術。第五章 工業(yè)催化劑的制備與使用（ 6 學時）一、本章的教學目的和要求 ：熟悉催化

10、劑的制備過程； 了解催化材料的類型； 掌握催化劑制備各單元操作的基本 原理及工業(yè)催化劑的制備方法；了解各種制備方法的優(yōu)缺點。重點：工業(yè)催化劑的制備方法，各種制備方法的優(yōu)缺點。 難點：工業(yè)催化劑的制備方法。二、教學內容及要求：1、工業(yè)催化劑的制備：沉淀法，浸漬法，混合法，離子交換法；2、工業(yè)催化劑的使用：運輸、貯存與填裝，升溫與還原，開、停車及鈍化，催化 劑的使用、失活與再生。第六章 工業(yè)催化劑的活性評價與宏觀物性的表征（ 6 學時）一、本章的教學目的和要求 ：掌握催化劑的失活原因、催化劑的再生方法；熟悉各種催化劑的表征方法。重點： 催化劑失活的原因， 催化劑的再生方法； 一般表征方法的實驗步驟

11、和實驗儀 器，各種表征方法的測量原理。難點：催化劑失活原因。二、教學內容及要求：1、催化劑活性測試的基本概念：活性測試的目標，實驗室活性測試反應器的類型 及應用；2、催化劑活性的測定：影響催化劑活性測定的因素，測定活性的試驗方法，活性 測試的實例；3、催化劑的宏觀物性及其測定：催化劑的表面積及其測定，催化劑的孔結構及其 測定，催化劑機械強度的測定。執(zhí)筆人：蔡可迎審定人：批準人：制定（修訂）日期：雖然在學習的過程中會遇到許多不順心的事，但古人說得好吃一塹，長一智。多了一次失敗，就多了一次教訓；多了一次挫折，就多了一次經(jīng)驗。沒有失敗和挫折的人，是永遠不會成功的。 快樂學習并不是說一味的笑，而是采用學生容易接受的快樂方式把知識灌輸?shù)綄W生的大腦里。因為快樂學習是沒有什么大的壓力的，人在沒有壓力的情況下會表現(xiàn)得 更好。青春的執(zhí)迷和堅持會撐起你的整個世界，愿你做自己生命中的船長，在屬于你的海洋中一帆風順，珍惜生命并感受生活的真諦！