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內容簡介

本書是將工業催化劑的製備生産、評價測試、設計開發、操作使用等重要工程問題的探討與該學科前沿的研究進展融閤編著而成。本書特色在於：催化理論與化工實踐並重，體係新穎獨特；既有相當的知識廣度，又有適中的學術深度；特彆注重實際工程案例的分析評述，以期有助於讀者提高分析解決催化劑工程問題的能力。
全書共分9章：工業催化劑概述，工業催化劑的製造方法，催化劑性能的評價、測試和錶徵，工業催化劑的開發，工業催化劑的製備設計，工業催化劑的操作設計，工業聚烯烴催化劑，納米催化材料，若乾催化劑的新進展。
本書可作為化學工程與工藝及相近專業的教材或教學參考書，亦可供有關工程技術人員閱讀參考。

目錄

第1章 工業催化劑概述
1．1 催化劑在國計民生中的作用
1．1．1 催化劑——化學工業的基石
1．1．2 閤成氨及閤成甲醇催化劑
1．1．3 催化劑與石油煉製及閤成燃料工業
1．1．4 基礎無機化學工業用催化劑
1．1．5 基本有機閤成工業用催化劑
1．1．6 三大閤成材料工業用催化劑
1．1．7 精細化工及專用化學品中的催化
1．1．8 催化劑在生物化工中的應用
1．1．9 催化劑在環境化工中的應用
1．2 催化術語和基本概念
1．2．1 催化劑和催化作用
1．2．2 催化劑的基本特性
1．2．3 催化劑的分類
1．2．4 催化劑的化學組成和物理結構
1．2．5 多相、均相和酶催化劑的功能特點
1．2．6 多相、均相和酶催化劑的同一性
1．2．7 新型催化劑展望
參考文獻
第2章 工業催化劑的製造方法
2．1 沉澱法
2．1．1 沉澱法的分類
2．1．2 沉澱操作的原理和技術要點
2．1．3 沉澱法催化劑製備實例
2．2 浸漬法
2．2．1 各類浸漬法的原理及操作
2．2．2 浸漬法催化劑製備實例
2．3 混閤法
2．3．1 固體磷酸催化劑的製備（濕混法）
2．3．2 轉化吸收型鋅錳係脫硫劑的製備（乾混法）
2．4 熱熔融法
2．4．1 用於閤成氨的熔鐵催化劑
2．4．2 骨架鎳催化劑
2．4．3 粉體骨架鈷催化劑
2．4．4 骨架銅催化劑
2．5 離子交換法
2．5．1 由無機離子交換劑製備催化劑
2．5．2 由離子交換樹脂製備催化劑
2．6 催化劑的成型
2．6．1 成型與成型工藝概述
2．6．2 幾種重要的成型方法
2．7 典型工業催化劑製備方法實例
例2-1 工業閤成氨鐵係催化劑的製備
例2-2 國産SO2氧化釩係催化劑的工業製備
例2-3 新型閤成甲醇銅係催化劑及其製備方法
例2-4 一種作催化劑載體用氧化鋁的製備方法
例2-5 丙烯氨氧化生産丙烯腈流化床催化劑
例2-6 ZSM-5分子篩的新閤成工藝
例2-7 鉑錸重整催化劑的製備方法
參考文獻
第3章 催化劑性能的評價、測試和錶徵
3．1 概述
3．2 活性評價和動力學研究
3．2．1 活性的測定與錶示方法
3．2．2 動力學研究的意義和作用
3．2．3 實驗室反應器
3．2．4 評價與動力學試驗的流程和方法
3．2．5 催化劑評價和動力學研究典型實例
例3-1 SO2氧化用釩催化劑的評價和動力學
例3-2 淨化汽車尾氣用蜂窩狀催化劑活性評價
例3-3 在Pt-Sn/Al2O3催化劑上丙烷脫氫反應動力學
3．3 催化劑的宏觀物理性質測定
3．3．1 顆粒直徑及粒徑分布
3．3．2 機械強度測定
3．3．3 催化劑的抗毒穩定性及其測定
3．3．4 比錶麵積測定與孔結構錶徵
3．4 催化劑微觀（本體）性質的測定和錶徵
3．4．1 電子顯微鏡在催化劑研究中的應用
3．4．2 X射綫結構分析在催化劑研究中的應用
3．4．3 熱分析技術在催化劑研究中的應用
3．5 若乾近代物理方法在催化劑錶徵中的應用
3．5．1 電子探針分析
3．5．2 X射綫光電子能譜（XPS）
3．5．3 俄歇（Auger）電子能譜（AES）
3．5．4 穆斯堡爾（Mossbauer）譜
3．5．5 磁性分析及順磁共振
3．5．6 紅外光譜
3．5．7 各種近代物理手段與微型催化色（質）譜技術的聯用
3．5．8 中試裝置-錶麵分析係統的聯用
參考文獻
第4章 工業催化劑的開發
4．1 概述
4．2 實驗室工作
4．2．1 資料準備
4．2．2 催化劑參考樣品的剖析
例4-1 ICI 46-1/46-4催化劑的剖析
4．2．3 配方篩選
4．2．4 催化劑開發典型小試實例
例4-2 國産輕油水蒸氣轉化鎳係催化劑小試結果
例4-3 國産新型耐硫CO變換催化劑的穩定性試驗
例4-4 丙烯氧化製丙酮四元催化劑的工藝條件試驗
例4-5 丁烯氧化脫氫製丁二烯七組分催化劑的非正常操作條件試驗
4．3 擴大試驗
4．3．1 中型製備試驗
4．3．2 中型評價試驗
例4-6 英國ICI公司的石腦油轉化催化劑中型試驗
例4-7 國産茂金屬催化劑APE-l氣相法聚乙烯中試研究
例4-8 國産輕油水蒸氣轉化催化劑中型試驗
例4-9 CO選擇氧化催化劑側流試驗
4．4 新型催化劑的工業生産、試用和換代開發
例4-10 輕油水蒸氣轉化催化劑裝管試驗
例4-11 國産耐硫變換催化劑的工業試用和換代開發
例4-12國産環氧乙烷生産用YS係列銀催化劑的應用和換代開發
參考文獻
第5章 工業催化劑的製備設計
5．1 催化劑及其設計的理論概觀
5．2 催化劑設計的一般程序
5．2．1 程序框圖
5．2．2 設計範例
例5-1 甲烷部分氧化製甲醛（一步法）多相催化劑設計程序
5．3 組分設計與驗證性篩選
例5-2 加氫催化劑的篩選
5．4 熱力學分析與反應通道的設計
例5-3 丙烷氨氧化製丙烯腈化學平衡常數Kp的計算
例5-4 甲烷水蒸氣轉化製氫主副反應的熱力學分析
例5-5 萘氧化的熱力學通道分析
例5-6 用多種方法改變反應通道的可能性
5．5 化學反應的機理研究與催化劑設計
5．5．1 概述
5．5．2 化學反應機理研究實例
例5-7 由閤成氣閤成醇的原位紅外光譜研究
例5-8 甲烷氧化偶聯製乙烯反應中間氧化物種的原位拉曼光譜研究
例5-9 丙烷氨氧化製丙烯腈催化劑的原位紅外研究
5．6 催化劑原材料的選擇
5．6．1 可供選擇的催化劑材料
5．6．2 主催化劑的選擇
5．6．3 助催化劑的選擇
5．6．4 載體的選擇
5．7 電子計算機輔助催化劑製備設計
5．7．1 數據庫
5．7．2 專傢係統
5．7．3 人工神經元網絡技術
例5-10 電子計算機輔助丙烷氨氧化製丙烯腈催化劑設計
參考文獻
第6章 工業催化劑的操作設計
6．1 操作設計概念
6．2 一般操作經驗
6．2．1 催化劑的運輸和裝卸
例6-1 天然氣一段蒸汽轉化催化劑的裝填
6．2．2 催化劑的活化、鈍化和其他預處理
例6-2 國産鐵一鉻係CO中溫變換催化劑的活化
6．2．3 催化劑的失活與中毒
例6-3 國産甲烷化催化劑硫中毒試驗
例6-4 天然氣水蒸氣轉化催化劑的中毒及再生
6．2．4 積碳與燒碳
6．2．5 催化劑的壽命和判廢
6．2．6 催化劑衰退的一般對策
6．3 使用技術中的若乾選擇與優化問題
6．3．1 催化劑類型和牌號的選擇
6．3．2 催化劑形狀尺寸的選擇和優化
6．3．3 催化劑組閤裝填與串聯反應器
6．3．4 催化反應器的人為非定態操作
6．4 電子計算機輔助催化劑操作設計
6．4．1 物理化學基礎
6．4．2 數學模型與數學模擬方法
6．4．3 新近催化劑操作設計案例
例6-5 乙烯環氧化製環氧乙烷催化反應模擬
例6-6 乙苯脫氫反應器的人工神經元網絡模型及其工況模擬與優化
例6-7 國産CTV-Ⅲ型乙烯氧乙酰化催化劑的操作設計
6．4．4 操作設計案例簡評與展望
參考文獻
第7章 工業聚烯烴催化劑
7．1 引言
7．2 配位聚閤機理及其催化劑製備
7．2．1 概述
7．2．2 極性單體的配位聚閤
例7-1 正丁基鋰催化劑的製備
7．2．3 π-烯丙基化閤物引發聚閤
例7-2 雙（π-烯丙基）鎳（C6H10Ni）催化劑的製備
例7-3 雙-μ-溴二（烯丙基）二鎳（C6H10NiBr2）催化劑的製備
7．3 Ziegler-Natta催化劑
7．3．1 Ziegler催化劑和Natta催化劑概述
7．3．2 Ziegler-Natta催化劑的主要化學組分
7．3．3 TiCl3-AlEt3催化丙烯聚閤速率方程
7．3．4 丙烯配位聚閤反應機理
7．3．5 高效催化劑
7．3．6 聚閤物的立構規整性
7．4 鉻係催化劑
7．4．1 催化反應原理
7．4．2 聚閤實例
7．5 茂金屬催化劑
7．5．1 茂金屬及其特點
7．5．2 甲基鋁氧烷（MAO）
7．5．3 茂金屬催化劑的分類及特點
7．6 後過渡金屬非茂催化劑
7．6．1 Ni（Ⅱ）和Pd（Ⅱ）及其後過渡金屬催化劑的結構與活化反應
7．6．2 後過渡金屬催化的烯烴聚閤反應
7．6．3 後過渡金屬催化乙烯與CO共聚反應
7．6．4 後過渡金屬催化劑的特點
7．7 聚烯烴催化劑的開發
例7-4 負載型鉻係聚乙烯催化劑
例7-5 改進的Ziegler-Natta型聚丙烯催化劑
例7-6 適於烯烴聚閤用的負載型金屬茂類化閤物/鋁氧烷催化劑的製備
例7-7 閤成間規聚苯乙烯的催化劑體係及其製法
例7-8 用於烯烴聚閤過程的新型高效催化劑
參考文獻
第8章 納米催化材料
8．1 概述
8．2 納米催化材料的製備方法
8．2．1 化學氣相澱積法CVD
8．2．2 溶膠-凝膠（Sol-Gel）法
8．2．3 水熱閤成法
8．2．4 微乳液法
8．2．5 介孔膜催化材料的製法
8．2．6 碳納米管的性能和製法
8．2．7 其他
8．3 測試錶徵要點
8．4 研發案例述評
例8-1 TiCl4水解製納米氧化鈦粉體
例8-2 用四氯化鈦醇解法製備TiO2納米粉體
例8-3 納米TiO2微球的製備及光催化性能研究
例8-4 納米TiO2薄膜光催化降解苯胺
例8-5 均相沉澱法製備α-Fe2O3納米晶
例8-6 含納米粉體的乙苯脫氫製苯乙烯催化劑
例8-7 膠體沉澱法製備納米Fe2O3
例8-8 粒徑和紫外吸收波長可控的氧化鋅納米晶製法
例8-9 納米尺寸絲光沸石的閤成方法
參考文獻
第9章 若乾催化劑的新進展
9．1 均相配閤物催化劑的應用
9．1．1 羰基化反應及其催化劑
例9-1 以丙烯為原料的OXO閤成
例9-2 甲醇羰基閤成製醋酸
例9-3 Wacker法乙烯選擇氧化製乙醛
9．1．2 不對稱加氫：Monsanto L-多巴過程
9．1．3 SHOP法乙烯齊聚
9．2 新型分子篩催化材料的應用
9．2．1 ZSM-5和擇形分子篩
9．2．2 分子篩的酸性
9．2．3 分子篩的同形替代材料
9．2．4 金屬摻雜分子篩
9．2．5 分子篩催化劑的應用
9．3 環境保護用催化劑
9．4 前沿的催化過程和催化劑開發趨嚮
9．4．1 均相催化
9．4．2 多相催化
9．4．3 相轉移催化
9．4．4 酶催化在化工中的應用
參考文獻
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例7-4 負載型鉻係聚乙烯催化劑

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例7-8 用於烯烴聚閤過程的新型高效催化劑

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7．7 聚烯烴催化劑的開發

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例6-7 國産CTV-Ⅲ型乙烯氧乙酰化催化劑的操作設計

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例7-5 改進的Ziegler-Natta型聚丙烯催化劑

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7．2．3 π-烯丙基化閤物引發聚閤

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7．3．2 Ziegler-Natta催化劑的主要化學組分

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6．3．3 催化劑組閤裝填與串聯反應器

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