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1.1　催化科学研究的意义和重要性 1

第1章　催化科学的发展 1

1.2　催化作用概论——化学反应的控制 4

1.2.1　催化剂和催化作用 5

1.2.2　催化研究的领域 5

1.2.3　催化作用的理论和假设 6

1.2.4　催化剂活性评价的主要指标 7

1.3　催化研究中的重点发展方向 11

1.3.1 当前我国催化研究的重点发展方向 12

1.3.2　当前美国催化研究的重点发展方向 14

1.4　催化科学与技术研究中的创新性与前沿 15

1.4.1　催化科学研究中的创新性与前沿 15

1.4.2　催化技术研究中的创新性与前沿 21

1.5.1　微观化学反应 22

1.5　催化作用的微观理解 22

1.5.2　催化剂的基本功能 24

1.5.3　选择催化中的信息传递 24

1.6　催化科学发展中的现代概念 25

第2章　多相催化 27

2.1　多相催化体系中的相组合 27

2.2　多相催化作用中的基本概念 28

2.3　多相催化剂的分类 31

2.4　配位化学吸附与多相催化 31

2.4.1　化学吸附与物理吸附 32

2.4.2　金属上的化学吸附与催化 33

2.4.3　氢溢流效应 35

2.4.4　金属-载体强相互作用 36

2.4.5　同位素效应 37

2.4.6　半导体型金属氧化物上的化学吸附与催化 39

2.4.7　复合氧化物上的化学吸附与催化 40

2.4.8　分子筛的吸附与催化作用 41

2.5　多相催化作用中的电子效应、结构效应、能量效应和信息效应 43

2.5.1 电子效应 43

2.5.2　结构效应 51

2.5.3　能量效应 53

2.5.4　信息效应 54

2.6　典型多相催化反应的例子——合成氨 55

2.6.1　第一代熔铁型双促进催化剂 56

2.6.2　第二代负载型钌催化剂 63

2.6.3　第三代多金属中心负载型催化剂 65

2.7　多相催化与纳米科技 66

3.1　均相催化的发展 69

第3章　均相催化 69

3.1.1　均相催化的应用 70

3.1.2　均相催化的特点 70

3.1.3　均相催化的发展趋势 70

3.2　均相催化中的过渡金属离子 72

3.3　中心金属与配位体的相互作用 74

3.4　电子效应和位阻效应 74

3.5　均相催化的基本反应类型 75

3.5.1　配位体取代反应 75

3.5.2　氧化和还原反应 75

3.5.3　氧化加成和还原消除反应 76

3.5.4　插入反应和消除反应 76

3.6　均相催化剂的基本特征 77

3.8　部分重要的均相催化反应 78

3.7　均相催化作用与多相催化作用的关联 78

3.9　酸碱催化作用 82

3.9.1　酸碱的定义 82

3.9.2　酸强度和酸浓度 83

3.9.3　均相酸碱催化 83

3.9.4　多相酸碱催化 84

第4章　酶催化和仿生催化 87

4.1　酶化学基础 87

4.2　酶的分类 88

4.3　酶催化反应的特点 89

4.4　酶催化活性的调控 91

4.5　酶的辅因子 93

4.6　酶催化反应动力学 93

4.7　酶催化反应机理 94

4.8　仿生酶催化 95

4.9　抗体的催化作用 95

第5章　电催化 97

5.1　电催化作用 97

5.2　电催化剂 99

5.3　重要的电催化反应 100

第6章　光催化 103

6.1　光催化作用 103

6.2　光催化剂 105

6.3　光催化反应 106

6.4　光催化的应用和发展方向 109

6.5　分子光化学基础知识简介 109

7.1　固体工业催化剂的表面过程 115

第7章　工业催化 115

7.2　对工业催化剂的要求 116

7.3　工业催化反应器 117

7.4　催化剂的制造 118

7.5　催化剂的载体 119

第8章　计算机辅助催化剂分子设计 121

8.1　催化剂设计的分类和特点 122

8.2　计算机辅助催化剂分子设计的物理化学判则 123

8.3　计算机辅助催化剂分子设计的数学模型 126

8.4　计算机辅助催化剂分子设计的应用程序 127

第9章　量子催化和选键催化 129

9.1　分子模拟和量子化学计算方法 130

9.2　化学群论与对称性 132

9.3　催化反应能量学方法 135

9.4　生命科学中的微催化作用和信息催化作用 136

第10章　纳米催化 139

10.1　纳米材料基础 139

10.2　催化研究中的纳米材料和技术 142

第11章　能源催化 145

11.1　催化与传统化石燃料资源的优化利用 146

11.2　催化与燃料电池 147

第12章　环境催化 153

12.1　催化与清洁环境 153

12.2　催化燃烧及其应用 155

12.3　光催化与空气净化 156

思考题 159

参考文献 161

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