工业催化教学大纲.doc

工业催化教学大纲课程编号： 0810316002课程名称： 工业催化 英文名称：Industrial Catalysis课程类型： 专业基础课总 学 时： 32 讲课学时： 24 实验学时：8 学分： 2.0适用对象：适用于本科环境工程专业先修课程：无机化学、有机化学、分析化学、物理化学一课程性质与目的 工业催化课程，是化学过程与工艺专业的必修课，是根据全国化工工艺类专业教学指导委员会建议而设立的。课程的学时数24、学分2个。课程目的是：教会学生掌握催化作用的基本规律，了解催化过程的化学本质和熟悉工业催化技术的基本要求和特性，为培养化工工艺类专业工程师提供坚实的理论基础服务。二课程的基本要求通过本课程的学习，学生应该掌握催化作用的基本规律，了解催化过程的化学本质和熟悉工业催化技术的基本要求和特性。此外，还应了解工业催化剂制备的一般性原则和常规的制备方法，以及常规的气相色谱法、比表面积测定及其在催化剂表征中的应用。三课程内容工业催化课程的主要内容，拟组合成五章，分三个部分：即催化作用的基本原理；各类催化剂及其催化作用；催化剂的制备、使用及其活性评价与表征。第一部分为基础原理，包括第一、第二和第三章。第一章绪论，概述催化科学及学科的发展。第二章催化作用与催化剂，论述催化作用的基本原理和特征，对工业催化剂的基本要求。强调催化作用对化学反应的专一性和热力学平衡原理对催化作用的制约。第三章吸附作用与多相催化，为多相催化过程的理论分析和研究打下基础。第二部分详尽地介绍各类催化剂及其催化作用。包括酸碱催化，分子筛催化，金属催化，络合催化，金属氧化物、硫化物和复合氧化物催化剂及其催化作用原理等。第三部分介绍催化剂的组成、制备方法、使用和评价与表征。介绍一般性的原则和常规的制备方法，以使用为主。催化剂的使用和实验研究，要通过实践来把握和强化，除了课堂讲授之外，更主要靠实验课和生产实习解决。有关催化剂的表征，内容比较专门，涉及的范围也很广泛，工业催化课难于解决，只能介绍常规的气相色谱法、比表面积测定及其在催化剂表征中的应用。最后花一定篇幅简介工业催化的新进展与应用。第一章 绪论【教学要求】1、了解催化剂的发展过程及其在工业中的应用背景【教学内容】1、详细介绍催化剂历史与未来。第二章 催化作用与催化剂【教学要求】1、了解催化剂的定义2、理解催化剂的组成与工业化要求之间的关系【教学内容】1、催化作用的定义与特征 2、催化剂的组成与功能 3、对工业催化剂的要求 4、 催化体系的分类第三章 吸附作用与多相催化【教学要求】1、了解多相催化的概念及其特征2、了解等温吸附的过程及其数学处理过程3、理解金属和氧化物表面的吸附过程【教学内容】 1、多相催化的反应步骤 2、吸附等温线 3、金属表面上的化学吸附 4、氧化物表面上的化学吸附第四章 各类催化剂及其催化作用【教学要求】1、了解酸碱催化剂的概念及其催化机理2、熟悉分子筛催化剂的制备过程及其催化作用3、熟悉金属催化剂的制备过程及其催化作用4、掌握氧化物、硫化物、络合物在催化中的应用【教学内容】 1、酸碱催化剂及其催化作用 2、分子筛催化剂及其催化作用 3、金属催化剂及其催化作用 4、金属氧化物和硫化物催化剂及其催化作用 5、络合催化剂及其催化作用第五章 工业催化剂的制备与使用【教学要求】1、熟悉催化剂制备的一般方法2、了解催化剂在工业上的应用过程 【教学内容】 1、工业催化剂的制备 2、工业催化剂的使用第六章 催化新技术与新材料【教学要求】1、理解环境友好型催化剂的意义2、了解环境友好型催化剂的制备及其应用【教学内容】 1、环境友好化学与催化技术 2、汽车尾气处理三效催化剂 3、生物技术与化学工业的可持续发展 4、光催化氧化技术 5、新能源与光催化技术 6、 航天催化剂第七章 工业催化的新进展【教学要求】1、了解催化剂在煤气化和每液化中的应用【教学内容】1、催化技术在煤气化中的应用2、催化技术在煤液化中的应用四、实践环节见工业催化实验五、课外习题及课程讨论为达到本课程的教学基本要求，课外习题（包括自测题）不应少于20题。六、教学方法与手段本课程采用板书或多媒体进行课堂教学。七、各教学环节学时分配说明该课程设立专门实验环节，此处仅列举理论课程课时数。章节（或内容）讲课习题课讨论课实验其它合计第一章 绪论11第二章 催化作用与催化剂33第三章 吸附作用与多相催化44第四章 各类催化剂及其催化作用66第五章 工业催化剂的制备与使用44第六章 催化新技术与新材料44第七章 工业催化的新进展22合计2424八、考核方式与成绩评定标准本课程为考试或考查课程，期末考试为闭卷笔试。学生的课程总评成绩由平时成绩（占30%）和期末考试成绩（占70%）两部分构成。九、教材及主要参考资料教 材：黄仲涛 主编 工业催化 北京 化学工业出版社 2nd 2006参考资料：1黄开辉 万惠霖 催化原理 北京 科学出版社 20012甄开吉 等编著 催化作用基础 北京：科学出版社3th 2005.23李容生等编著，催化作用基础，北京 科学出版社，1990十、说明 大纲制订人：吴功德 大纲审定人：丁克强 制订日期：2010-05-27工业催化实验教学大纲一、实验教学目标与基本要求工业催化实验是为环境工程专业本科生开设的实验技能培训课程。学生在学习工业催化课程的基础上，通过本实验课程的学习和操作，使学生巩固和加深所学的工业催化基本知识，训练学生正确掌握工业催化实验操作技能，培养学生分析和解决问题的能力；通过催化剂的制备技术，拓宽与发展工程实验的内容和可操作性；培养学生的创造性思维方法、理论联系实际的学风与严谨的科学实验态度，提高实践动手能力；并养成严肃认真，实事求是的科学态度和严谨的工作作风。为毕业环节乃至今后工作打下较扎实的基础，起到承前启后的作用。二、本实验课程的基本理论与实验技术知识本实验课程主要依据的是本课程所涉及的催化化学、化学热力学、化学动力学、化学平衡等的理论原理。本课程主要熟悉掌握催化剂的制备及其表征方法；工业催化实验常用仪器和设备；以及实验基本操作技能。三、实验方法、特点与基本要求工业催化实验是理工类与化学相关的各个专业的一门重要的课程，工业催化是化学领域中最核心部分。通过本课程的教学，使学生加深对工业催化基本概念和基本理论的理解，正确掌握工业催化的基本操作，学习工业催化的基本知识。做工业催化实验是学好工业催化的必要手段，并为后续课程的理论和实验教学以及学生日后工作打好坚实的基础。【教学要求】1掌握常用的工业催化实验仪器的正确使用方法和实验操作的基本技巧。2掌握催化剂制备的常用方法和表征手段3学会一些催化剂制备的技巧。4培养正确观察和计录化学反应现象，分析、综合、归纳实验现象。实验数据必须记录在实验本上，不得涂改。实验结束后，根据实验记录，正确处理数据，书写实验报告。四、实验主要仪器设备分析天平、可控温磁力搅拌器、pH计、智能控温仪、马弗炉、热电偶、计电器五、实验项目的设置与内容提要序号实验项目内容提要实验学时 实验类型每组人数实验要求1催化剂载体多孔氧化铝的制备了解多孔氧化铝的合成原理，掌握多孔氧化铝合成方法及其试验操作过程。4综合8必做2液固反应催化合成1,2丙二醇了解液固反应的反应过程，掌握反应原理及反应设备的搭建。4验证8必做六、实验报告要求每次实验要提交实验报告。实验报告由实验原理、实验步骤、数据的纪录及处理、思考讨论题等组成。七、考核方式与成绩评定标准以实验预习、实验操作、实验结果与实验报告综合一起，作为实验最终成绩。实验预习、实验结果成绩包含在实验报告成绩当中。实验总成绩组成：实验操作50%、实验报告50%。八、教材及主要参考资