化工专业《工业催化》教学大纲田孝鑫

1、工业催化教学大纲课程编码：课程名称：工业催化学时/学分：24/1.5先修课程：无机化学、有机化学、物理化学适用专业：化学工程与工艺开课教研室：化工教研室一、课程性质与任务1课程性质：本课程是化学工程与工艺专业的专业选修课程。2课程任务：本课程的任务是使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，为培养化工专业工程师提供理论基础服务。二、课程教学基本要求通过本课程的教学，要求学生对工业催化的基本概念和各种工业催化剂理论、技术、制备及测试方法的基本理论有较为系统、深入的理解，能基本掌握工业催化剂的基本理论和制备及测试技术，为后续课程的学习以及将来从事工程技

2、术工作提供必要的理论基础。成绩考核形式：期末成绩（闭卷考试）（70%）平时成绩（作业、课堂提问等）（30%)。成绩评定采用百分制，60分为及格。三、课程教学内容第一章 绪论1.教学基本要求理解工业催化剂的发展简史及工业催化剂的发展及其对人类历史的影响和推动；了解催化发展新领域、工业催化参考文献。2.要求学生掌握的基本概念、理论、技能通过本章教学，使学生理解工业催化剂的发展简史及工业催化剂的发展及其对人类历史的影响和推动；掌握课程的性质和任务、课程的主要内容。3.教学重点和难点教学重点是催化剂概述、催化发展新领域。教学难点是催化发展新领域。4.教学内容（1）课程的性质和任务（2）课程的主要内容（

3、3）课程的教学安排（4）工业催化参考文献简介第二章 催化作用与催化剂1.教学基本要求了解化工生产对工业催化剂的要求；理解均相催化剂的特征；掌握催化作用的定义与特征、催化剂的组成与载体的功能；掌握化工生产对工业催化剂的要求；应用催化剂的构成及主要作用知识解决化工厂对催化剂各方面的要求。2.要求学生掌握的基本概念、理论、技能通过本章教学，使学生掌握催化作用的定义与特征、催化剂的组成与载体的功能；掌握化工生产对工业催化剂的要求；应用催化剂的构成及主要作用知识解决化工厂对催化剂各方面的要求。3.教学重点和难点教学重点是催化作用的定义与特征，催化剂的组成，载体的功能。教学难点是化工生产对工业催化剂的要求

4、。4.教学内容（1）催化作用的定义与特征主要知识点：催化剂及催化作用的定义；催化作用的特征。（2）催化剂的组成与功能主要知识点：催化剂的组成；载体的功能。（3）对工业催化剂的要求主要知识点：化工生产对工业催化剂的要求；催化剂活性表示方法；催化剂基本评价。（4）均相催化与均相催化剂简介主要知识点：催化剂分类。第三章 吸附作用与多相催化1.教学基本要求了解分子表面化学；理解吸附等温线、金属表面上的化学吸附、氧化物表面上的化学吸附；掌握固体催化剂的结构基础、多相催化的反应步骤；应用多相催化反应步骤研究气固相反应催化剂的开发。2.要求学生掌握的基本概念、理论、技能通过本章教学，使学生掌握固体催化剂的结

5、构基础、多相催化的反应步骤；应用多相催化反应步骤研究气固相反应催化剂的开发。3.教学重点和难点教学重点是固体催化剂的结构基础，金属表面上的化学吸附，氧化物表面上的化学吸附。教学难点是多相催化的反应步骤。4.教学内容（1）多相催化剂的反应步骤主要知识点：固体催化剂结构基础；多相催化的反应步骤；多相催化反应中的物理过程；反应物分子在催化剂表面的吸附。（2）吸附等温线主要知识点：简单的Langmuir吸附等温线；解离吸附的Langmuir等温线；非理想的Langmuir吸附；Brunauer-Emmett-Teller吸附等温式。（3）分子表面化学主要知识点：金属表面上的化学吸附；氧化物表面上的化学

6、吸附。第四章 各类催化剂及其催化作用1.教学基本要求了解金属簇状化合物、非晶态合金、杂多化合物、络合物催化剂的催化作用；理解各类催化剂的结构构型；掌握酸碱催化剂、非纳米分子筛催化剂、金属催化剂、金属氧化物催化剂、金属硫化物催化剂的定义、性质及催化作用；应用各类催化剂的催化特性解决不同化工反应对各类催化剂的需求。2.要求学生掌握的基本概念、理论、技能通过本章教学，使学生掌握酸碱催化剂、非纳米分子筛催化剂、金属催化剂、金属氧化物催化剂、金属硫化物催化剂的定义、性质及催化作用；应用各类催化剂的催化特性解决不同化工反应对各类催化剂的需求。3.教学重点和难点教学重点是半导体的能带结构，酸碱催化剂、分子筛

7、催化剂、金属催化剂、金属氧化物催化剂、金属硫化物催化剂的定义、性质及催化作用。教学难点是半导体的能带结构。4.教学内容（1）酸碱催化剂及其催化作用主要知识点：酸碱催化剂、酸碱催化剂的分类作用及其应用；固体表面酸类型和鉴定；酸碱中心的形成与结构；离子交换树脂催化剂及其催化作用。（2）分子筛催化剂及其催化作用主要知识点：沸石分子筛类型及结构；沸石分子筛的性质特点；分子筛的离子交换特性；离子交换特性的应用；分子筛催化作用。（3）金属催化剂及其催化作用主要知识点：金属催化剂；金属的能带模型和“d带空穴”概念；价键模型；配位场模型(晶体场理论)；金属催化剂催化活性的经验规则；负载型金属催化剂的催化活性；

8、金属簇状物催化剂；合金催化剂及其催化作用；非晶态合金催化剂及其催化作用；金属膜催化剂。（4）金属氧化物和硫化物催化剂及其催化作用主要知识点：金属氧化物催化剂组成作用和功能、应用；金属硫化物催化剂；半导体的能带结构及其催化活性；导体催化剂化学吸附与催化作用；复合氧化物催化剂的结构；金属硫化物催化剂及其催化剂作用。（5）络合催化剂及其催化作用主要知识点：络合催化剂及其重要特征；络合催化应用；络合催化剂种类；过渡金属离子的化学键合；络合催化剂循环；配位场的影响；均相络合催化剂的固化技术。第五章 工业催化剂的制备与使用1.教学基本要求了解固体催化剂设计的新思路、计算机辅助催化剂设计；理解工业催化剂的设

9、计方法；掌握催化剂的类型设计法；应用催化剂不同的制备技术满足不同化工产品生产用催化剂的需求。2.要求学生掌握的基本概念、理论、技能通过本章教学，使学生掌握催化剂的类型设计法；应用催化剂不同的制备技术满足不同化工产品生产用催化剂的需求。3.教学重点和难点教学重点是工业催化剂的制备、工业的催化剂的使用。教学难点是工业催化剂的制备。4.教学内容（1）工业催化剂的制备主要知识点：工业催化剂的活性及其影响因素；常用的固体催化剂制造方法；沉淀法制备工业催化剂、沉淀法的影响因素；均匀沉淀法与共沉淀法；沉淀物的过滤、洗涤、干燥、焙烧、成型和还原操作；沉淀法制备催化剂的案例分析；浸渍法制备工业催化剂、浸渍法应用

10、；混合法制备工业催化剂；离子交换法制备工业催化剂；熔融法制备工业催化剂；催化制备技术。（2）工业催化剂的使用主要知识点：催化剂的使用、失活及再生。第六章 工业催化剂的活性评价与宏观物性的表征1.教学基本要求了解催化剂活性的测定；理解催化剂活性测试的基本概念；掌握催化剂活性的测定、催化剂宏观物性及其测定、工业催化剂寿命的评价；应用宏观物性测试评价工业催化剂的各项性能。2.要求学生掌握的基本概念、理论、技能通过本章教学，使学生掌握催化剂活性的测定、催化剂宏观物性及其测定、工业催化剂寿命的评价；应用宏观物性测试评价工业催化剂的各项性能。3.教学重点和难点教学重点是催化剂活性的测定、催化剂宏观物性及其测定、工业催化剂寿命的考察。教学难点是催化剂宏观物性及其测定。4.教学内容（1）催化剂活性测试的基本概念主要知识点：活性测试的目标；实验室活性测试反应器的类型及应用。（2）催化剂活性的测定主要知识点：影响催化剂活性测试的因素；测试活性的实验方法；活性测试的实例。（3）催化剂的宏观物性及其测定主要知识点：催化剂的比表面及其测定；催化剂的孔结构及其测定；催化剂机械强度的测定。4、 学时分配表章序内容学时备注一绪论2二催化作用与催化剂4三吸附作用与多相催化6四各类催化剂及其催化作用6五工业催化剂的制备与使用4六工业催化剂的活性评价与宏观物性的表征2合计24五、教材及参考书