《催化原理》课程教学大纲

1、催化原理课程教学大纲课程名称：催化原理英文名称：CatalysisPrinciple课程编码：x4030151学时数：32其中实践学时数：0 课外学时数：0学分数：2.0适用专业：能源化学工程一、课程简介催化原理是能源化学工程专业选修课。课程主要讲授了能源化工过程中催化作用和原理、基本概念和基本研究方法。通过本课程的学习可以使学生了解催化原理基本概念，吸附作用，气固多相催化反应动力学基础以及不同催化剂（酸碱催化剂，金属催化剂、过渡金属氧化物催化剂和过渡金属配合物催化剂）的催化机理及其在实际生产过程中的应用。培养学生分析问题解决问题的能力，让学生掌握催化剂的制备、应用、性能测试等，为后续的毕业论

2、文教学环节的实施奠定了理论基础。二、课程目标与毕业要求关系表课程目标毕业要求课程目标1：了解催化催化作用机理、催化剂的反应性能、影响因素及吸附。熟悉多相催化反应动力学2-3能够综合运用能源化学专业基础理论和研究方法，借助文献寻求能源化学复杂工程问题解决方案，并获得有效结论。课程目标2：了解固体酸碱催化剂定义、分类及酸碱性质测定。掌握固体酸碱催化反应机理；了解分子筛的结构与性能；了解催化裂化催化机理。2-3能够综合运用能源化学专业基础理论和研究方法，借助文献寻求能源化学复杂工程问题解决方案，并获得有效结论。课程目标3：了解金属催化剂的用途及特性、掌握金属键及金属能带理论、晶格缺陷与催化性能、了解

3、担载型金属催化剂的催化活性及其在石油化工中的应用；掌握半导体能带结构理论、了解金属氧化物的结构及表面吸附、了解金属-氧键、酸碱性与催化活性选择性、了解半导体特性对催化活性的影响2-3能够综合运用能源化学专业基础理论和研究方法，借助文献寻求能源化学复杂工程问题解决方案，并获得有效结论。课程目标4：掌握配合物的组成及结构、熟悉基元反应了解配位催化剂特点及催化反应机理、了解晶体场理论；配位场理论；价键理论2-3能够综合运用能源化学专业基础理论和研究方法，借助文献寻求能源化学复杂工程问题解决方案，并获得有效结论。课程目标5：了解催化剂设计方法的基本方法和步骤、了解催化剂制备方法、了解催化剂表征；了解催

4、化性能评价、了解催化剂活性、寿命、失活原因、催化剂中毒、烧结、积炭的形成过程；了解催化剂再生方法和步骤；了解催化剂运输、贮藏与填装2-3能够综合运用能源化学专业基础理论和研究方法，借助文献寻求能源化学复杂工程问题解决方案，并获得有效结论。三、课程教学内容、基本要求、重点和难点（一）催化作用及催化剂基础1、基本要求（1）了解催化作用及催化剂的基本概念；（2）了解催化作用机理。（3）了解催化剂的反应性能、影响因素和提高方法。（4）了解催化剂和催化反应的分类2、重点催化作用及其机理清洁燃油规范的发展3、难点（1）催化剂的反应性能（2）吸附和多相催化反应过程（二）吸附和多相催化反应过程1、基本要求（1

5、）了解催化剂的吸附作用（2）掌握物理吸附和化学吸附的本质区别（3）掌握吸附势能曲线表达方式及物理意义（4）掌握化学吸附态的形式（5）了解吸附粒子在催化剂表面的运动（6）了解吸附热和吸附平衡（7）熟悉多相催化反应动力学2、重点（1）各种物质的化学吸附态；（2）理想吸附的等温线形式；（3）多相反应过程分析3、难点（1）化学吸附态对化学反应的影响；（2）吸附等温方程的作用及其相互间的差别（3）酸性催化剂及其催化作用（三）酸性催化剂及其催化作用1、基本要求（1）了解固体酸碱催化剂应用（2）了解固体酸碱催化剂定义及分类（3）熟悉固体表面酸碱性质及其测定（4）掌握酸碱中心的形成过程（5）掌握固体酸碱催化反

6、应机理2、重点（1）常见固体酸的结构和酸性中心的形成；（2）软硬酸碱原理；（3）酸量与酸强与催化作用的相互关系；（4）酸量及酸强的概念及测定方法；（5）分子筛的结构与性能；（6）催化裂化催化机理。3、难点（1）酸量及酸强的概念及测定方法；（2）常见固体酸的结构和酸性中心的形成；（3）催化裂化催化机理（四）金属催化剂及其催化过程1、基本要求（1）了解金属催化剂的用途及特性（2）掌握金属键及金属能带理论（3）熟悉过渡金属的结构与催化作用（4）掌握金属晶格缺陷与催化性能（5）了解金属催化反应（6）了解担载型金属催化剂的催化活性（7）了解金属催化剂在石油化工中的应用2、重点（1）金属键及金属能带理论；

7、（2）金属的化学键与催化活性之间的相互关系；（3）金属的晶格缺陷与催化作用之间的关系；（4）金属催化剂的催化加氢反应3、难点金属的晶格缺陷与催化作用之间的关系（五）半导体催化剂及其催化作用1、基本要求（1）掌握半导体催化剂的特点性能；半导体能带结构理论；费米能级与逸出功（2）了解金属氧化物的结构及表面吸附（3）了解金属-氧键、酸碱性与催化活性选择性（4）了解半导体特性对催化活性的影响2、重点（1）半导体催化剂的特点性能；（2）半导体能带结构理论；（3）施主杂质和受主杂质的加入对费米能级、逸出功和电导率的影响；（4）金属氧化物上气体的吸附态；（5）不同吸附态的氧与催化反应；（6）半导体特性与催化

8、活性的关系C2产品及其应用3、难点（1）半导体能带结构理论；（2）费米能级与逸出功；（3）金属氧化物上气体的吸附态；（4）不同吸附态的氧与催化反应（六）配位作用与催化1、基本要求（1）认识配位催化的有关特性；配合物的组成及结构（2）熟悉配位催化的基元反应（3）了解配位催化剂特点及催化反应机理（4）了解晶体场理论；配位场理论；价键理论2、重点（1）配位催化的基元反应类型；（2）配位催化理论，包括价键理论、分子轨道理论、配位场晶体场理论的基本模型3、难点（1）配位催化理论；（2）配位催化反应特性（七）工业催化剂的设计、制备与表征1、基本要求（1）了解催化剂设计方法的基本方法和步骤（2）了解催化剂制

9、备方法（3）了解催化剂表征（4）了解催化性能评价2、重点（1）催化剂设计的基本方法，（2）催化剂制备的基本方法（3）催化剂表征的基本方法3、难点催化剂设计的基本方法，催化剂表征的基本原理（八）催化剂的失活、再生与使用1、基本要求（1）了解催化剂活性（2）了解催化剂的寿命（3）了解催化剂失活原因以及催化剂中毒、烧结、积炭的形成过程（4）了解催化剂再生方法和步骤（5）了解催化剂运输、贮藏与填装2、重点催化剂的失活原因和引起失活的因素3、难点催化剂的失活原因四、教学方式及学时分配序号主要内容主要教学方式学时分配辅导答疑比例一催化作用及催化剂基础讲授41：1二吸附和多相催化反应过程讲授41：1三酸性催

10、化剂及其催化作用讲授41：1四金属催化剂及其催化过程讲授41：1五半导体催化剂及其催化作用讲授41：1六配位作用与催化讲授41：1七工业催化剂的设计、制备与表征讲授41：1八催化剂的失活、再生与使用讲授41：1五、课程其他教学环节要求本课程使用多媒体课件教学，课程网络平台辅助教学。（一）课堂讲授课堂讲授结合能源化工基本过程进行案例分析；教师力求将催化原理与石油加工过程紧密结合，详细讲授课程中重点及难点部分。（二）通过课后自学，理解并掌握相关知识。1、利用超星平台，进行测试和布置作业。2、学生学习后，能独立完成单元思考题和课后习题六、本课程与其他课程的联系预修课程：有机化学、物理化学、化工原理、

11、化学反应工程、化工仪表、石油炼制工程七、建议教材及教学参考书目建议教材催化作用基础（第三版），甄开吉，李荣生等编著，科学出版社，2005；（二）教学参考书目1、催化化学导论，韩维屏著，科学出版社，2006；2、工业催化，顾伯鄂，吴震宵编著，石油工业出版社，1987。八、课程考核方式与成绩评定办法课程考核方式为；考试；成绩评定方法：平时成绩*30%+期末成绩*70%=总成绩。评价项目评价环节课程目标平时成绩（30分）考勤、作业、课堂测试、论文（30分）课程目标1：了解催化催化作用机理、催化剂的反应性能、影响因素及吸附。熟悉多相催化反应动力学课程目标2：了解固体酸碱催化剂定义、分类及酸碱性质测定。掌握固体酸碱催化反应机理；了解分子筛的结构与性能；了解催化裂化催化机理。课程考试（70分）期末测试（开卷）课程目标1：了解催化催化作用机理、催化剂的反应性能、影响因素及吸附。熟悉多相催化反应动力学课程目标2：了解固体酸碱催化剂定义、分类及酸碱性质测定。掌握固体酸碱催化反应机理；了解分子筛的结构与性能；了解催化裂化催化机理。课程目标3：了解金属催化剂的用途及特性、掌握金属键及金属能带理论、晶格缺陷与催化性能、了解担载型金属催化剂的催化活性及其在石油化工中的应用；掌握半导体能带结构理论、了解金属氧化物的结构及表面吸附、了解金属-氧键、酸碱性与催化活性