《工業(yè)催化》課程大

1、工業(yè)催化 教案大綱課程編號 ：S132022課程類型：專業(yè)課課程名稱：工業(yè)催化英文名稱：Industrial Catalysis學分： 2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(zhì)、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(shù)的應用以及催化劑設(shè)計、 制備、表征的一般知識和規(guī)律。 通過教案使學生掌握催化作用原理、 催化劑設(shè)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(shù)人才提供堅實的理論基礎(chǔ)。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規(guī)律和 基本原

2、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(shù)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(luò)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(guān)催化劑的基本知識，進行簡單催化劑的設(shè)計和制備；能夠?qū)Υ呋瘎┳骱唵伪碚?。三、本課程與相關(guān)課程的聯(lián)系本課程應在物理化學、化工原理等課程之后開設(shè)。四、學時分配本課程

3、學分為 2 學分，建議開設(shè) 32 學時（在保證學分的前提下可以微調(diào)）。章（節(jié)）內(nèi)容講課實驗（上課堂討論（習現(xiàn)場教總學學時機）學時題課）學時案學時時第一章緒論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66宏觀物性的表征合計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(shè)計與開發(fā)，黃仲濤，華南理工

4、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、教案方法與手段建議本課程以講授為主，部分內(nèi)容采用課堂討論的形式。本課程與生產(chǎn)實際密切相關(guān)，宜采用多媒體展現(xiàn)相關(guān)生產(chǎn)中的資料圖片，提高教案效果。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(lǐng)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(nèi)容大綱第一章緒論（ 1 學時）一、本章的教案目的和要求：通過對本章

5、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(lǐng)域的新進展。重點：工業(yè)催化發(fā)展簡史。二、教案內(nèi)容及要求：1、課程的任務和性質(zhì)；2、課程的主要內(nèi)容；3、工業(yè)催化的發(fā)展簡史：催化概念的誕生，基礎(chǔ)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(lǐng)域新進展：環(huán)境保護和環(huán)境友好的催化技術(shù)，新能源開發(fā)的催化技術(shù)，新材料合成的催化技術(shù)和新型催化材料，生物催化技術(shù)， 手性催化技術(shù)， 組合催化技術(shù)，納 M催化技術(shù)，微化學反應體系中的催化技術(shù)。第二章催化劑與催化作用（ 3 學時）一、本章的教案目的和要求：了解

6、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、教案內(nèi)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(luò)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、本章的教案目的和要求：掌握催化劑的吸附作用、BET等溫式、多相催化中的傳質(zhì)過程；了解催化劑的

7、表面結(jié)構(gòu)。重點：催化劑的吸附作用、吸附等溫式，多相催化中的傳質(zhì)過程。難點：吸附等溫式。二、教案內(nèi)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(nèi)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

8、 學時）一、本章的教案目的和要求：掌握各類催化劑的結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)特點和作用原理。難點：各類催化劑的作用原理。二、教案內(nèi)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(zhì)及其測定，酸、堿中心的形成與結(jié)構(gòu)，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(jié)構(gòu)構(gòu)型，分子篩催化劑的催化性能與調(diào)變，中孔分子篩催化劑及其催化作用；3、金屬催化劑及其催化作用：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

9、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(jié)構(gòu)及其催化活性，氧化物表面的MO性質(zhì)與催化劑活性、選擇性的關(guān)聯(lián)，復合金屬氧化物催化劑的結(jié)構(gòu)化學，金屬硫化物催化劑及其催化作用；5、絡(luò)合催化劑及其催化作用：過渡金屬離子的化學鍵合，絡(luò)合催化中的關(guān)鍵反應步驟，絡(luò)合催化循環(huán)，配位場的影響，均相絡(luò)合催化劑的固相化技術(shù)。第五章工業(yè)催化劑的制備與使用（6 學時）一、本章的教案目的和要求：熟悉催化劑的制備過程；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、教案內(nèi)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、本章的教案目的和要求：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、教案內(nèi)容及要求