工业催化课程大纲7完美版

1、工业催化 教学大纲课程编号 ：S132022课程类型：专业课课程名称：工业催化学 分： 2英文名称： Industrial Catalysis 适用专业：化学工程与工艺、应用化学第一部分大纲说明一、课程的性质、目的和任务 本课程属于化学工程与工艺专业和应用化学专业的专业必修课程， 主要介绍工业催 化技术的应用以及催化剂设计、 制备、 表征的一般知识和规律。 通过教学使学生掌握催 化作用原理、 催化剂设计、 催化剂制备与催化剂活性评价等基本知识， 了解催化过程的 应用与发展趋势，为培养化工专业技术人才提供坚实的理论基础。二、课程的基本要求1、知识要求：通过本课程的学习，使 学生了解催化作用的基本

2、规律和 基本原理，了解热力学平 衡原理对催化作用的制约。 了解催化剂的组成、 制备原理和方法， 催化实验用的反应器 和检测仪器、 手段等。了解 工业催化技术的基本要求和特性。 掌握一些重要催化剂， 如 固体酸碱催化剂、 分子筛催化剂、 金属催化剂、络合催化剂、金属氧化物剂和金属硫化 物催化剂的催化作用和制备方法。2、能力要求： 本课程是一门实践性很强的课程，在学习过程中要使学生多实践、多观察、多思 考，从而提高其自学能力、 分析能力和动手能力。 使学生能够运用所学有关催化剂的基 本知识，进行简单催化剂的设计和制备；能够对催化剂作简单表征。三、本课程与相关课程的联系本课程应在物理化学 、化工原理

3、等课程之后开设。四、学时分配本课程学分为2学分，建议开设32学时（在保证学分的前提下可以微调）章（节）内容讲课学时实验（上机）学时课堂讨论（习题课）学时现场教学学时总学时第一章绪论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66第四章各类催化剂及其催化作用1010第五章工业催化剂的制备与使用66第六章工业催化剂的活性评价与宏观物性的表征66合计3232五、教材与参考书建议教材：工业催化（第二版），黄仲涛，化学工业出版社，2006年参考书目：1、 工业应用催化剂，金杏妹，华东理工大学出版社，2004年2、 工业催化剂研制与开发，闵恩泽，中国石化出版社，1997年3、 工业催化剂设计与开

4、发，黄仲涛，华南理工大学出版社，1992年4、 催化剂工程导论，王尚弟、孙俊全，化学工业出版社，2001年5、 工业催化原理，李玉敏，天津大学出版社，1996年六、教学方法与手段建议本课程以讲授为主，部分内容采用课堂讨论的形式。本课程与生产实际密切相关， 宜采用多媒体展现相关生产中的资料图片，提高教学效果。要求学生认真完成作业外， 培养学生分析问题和解决问题的能力。在条件许可的情况下，带领学生到化工厂参观， 增强感性认识。七、课程考核方式与成绩评定办法考核形式：考试（闭卷）。成绩评定办法：课堂表现10%，作业20%，考试70%。第二部分 课程内容大纲第一章 绪论（1 学时）一、本章的教学目的和

5、要求 ：通过对本章的学习， 了解工业催化剂在经济上的重要性； 了解工业催化的发展简史； 了解催化领域的新进展。重点：工业催化发展简史。二、教学内容及要求：1、课程的任务和性质；2、课程的主要内容；3、工业催化的发展简史：催化概念的诞生，基础化工催化工艺的开发期，炼油和 石化工业的发展期， 合成高分子材料工业的兴起， 择形催化与新一代炼油工业， 手性催 化与制药工业；4、催化领域新进展：环境保护和环境友好的催化技术，新能源开发的催化技术， 新材料合成的催化技术和新型催化材料， 生物催化技术， 手性催化技术， 组合催化技术， 纳米催化技术，微化学反应体系中的催化技术。第二章 催化剂与催化作用（ 3

6、 学时）一、本章的教学目的和要求 ：了解催化剂的组成、载体的功能； 了解均相催化剂的特征； 掌握催化剂的定义、 催 化剂的活性、选择性、稳定性和寿命等概念。重点：催化作用和催化剂定义，催化剂分类，催化剂组成。 难点：催化基元反应步骤。二、教学内容及要求：1、催化作用的定义与特征：定义，特征；2、催化剂的组成与载体功能：催化剂的组成，载体的功能；3、对工业催化剂的要求：活性和选择性指标，稳定性和寿命指标，环境友好和自 然界的相容性；4、均相催化剂的特征：均相中的分子分散，催化基元反应步骤，络合均相催化的 工业应用案例。第三章 吸附作用与多相催化（ 6 学时）一、本章的教学目的和要求 ：掌握催化剂

7、的吸附作用、 BET等温式、多相催化中的传质过程；了解催化剂的表面 结构。重点：催化剂的吸附作用、吸附等温式，多相催化中的传质过程。 难点：吸附等温式。二、教学内容及要求：1、多相催化的反应步骤：外扩散与外扩散系数，内扩散系数，反应物分子的化学吸附，表面反应，产物的脱附；2、吸附等温线：简单的朗格缪尔吸附等温式，解离吸附的朗格缪尔等温式，竞争吸附的朗格缪尔等温式，非理想的吸附等温式，BET公式；3、金属表面上的化学吸附：化学吸附研究用的金属表面，金属表面上分子的吸附态，分子在金属上的活化及其吸附强度，金属表面上化学吸附的应用；4、氧化物表面上的化学吸附：半导体氧化物上的化学吸附，绝缘体氧化物上

8、的化学吸附，氧化物表面积的测定；第四章 各类催化剂及其催化作用（ 10 学时）一、本章的教学目的和要求 ：掌握各类催化剂的结构特点和作用原理；了解各种催化剂中典型的催化作用实例。重点：各类催化剂的结构特点和作用原理。难点：各类催化剂的作用原理。二、教学内容及要求：1、酸碱催化剂及其催化作用：固体酸碱的定义和分类，固体表面的酸碱性质及其测定，酸、碱中心的形成与结构，固体酸碱的催化作用，超强酸及其催化作用，超强碱 及其催化作用杂多化合物及其催化作用离子交换树脂及其催化作用；2、分子筛催化剂及其催化作用：分子筛的结构构型，分子筛催化剂的催化性能与调变，中孔分子筛催化剂及其催化作用；3、金属催化剂及其

9、催化作用：金属和金属表面的化学键，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， 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：半导体的能带结构及其催化活性，氧化物表面的MO性质与催化剂活性、选择性的关联，复合金属氧化物催化剂的结构化 学，金属硫化物催化剂及其催化作用；5、络合催化剂及其催化作用：过渡金属离子的化学键合，络合催化中的关键反应 步骤，络合催化循环，配位场的影响，均相络合催化剂的固相化技术。第五章 工业催化剂的制备与使用（ 6 学时）一、本章的教学目的和要求 ：熟悉催化

10、剂的制备过程； 了解催化材料的类型； 掌握催化剂制备各单元操作的基本 原理及工业催化剂的制备方法；了解各种制备方法的优缺点。重点：工业催化剂的制备方法，各种制备方法的优缺点。 难点：工业催化剂的制备方法。二、教学内容及要求：1、工业催化剂的制备：沉淀法，浸渍法，混合法，离子交换法；2、工业催化剂的使用：运输、贮存与填装，升温与还原，开、停车及钝化，催化 剂的使用、失活与再生。第六章 工业催化剂的活性评价与宏观物性的表征（ 6 学时）一、本章的教学目的和要求 ：掌握催化剂的失活原因、催化剂的再生方法；熟悉各种催化剂的表征方法。重点： 催化剂失活的原因， 催化剂的再生方法； 一般表征方法的实验步骤

11、和实验仪 器，各种表征方法的测量原理。难点：催化剂失活原因。二、教学内容及要求：1、催化剂活性测试的基本概念：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：影响催化剂活性测定的因素，测定活性的试验方法，活性 测试的实例；3、催化剂的宏观物性及其测定：催化剂的表面积及其测定，催化剂的孔结构及其 测定，催化剂机械强度的测定。执笔人：蔡可迎审定人：批准人：制定（修订）日期：虽然在学习的过程中会遇到许多不顺心的事，但古人说得好吃一堑，长一智。多了一次失败，就多了一次教训；多了一次挫折，就多了一次经验。没有失败和挫折的人，是永远不会成功的。 快乐学习并不是说一味的笑，而是采用学生容易接受的快乐方式把知识灌输到学生的大脑里。因为快乐学习是没有什么大的压力的，人在没有压力的情况下会表现得 更好。青春的执迷和坚持会撑起你的整个世界，愿你做自己生命中的船长，在属于你的海洋中一帆风顺，珍惜生命并感受生活的真谛！