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第1章 概论 1

1.1 引言 1

1.2 有关催化作用和催化剂的定义、概念 2

1.2.1 催化作用 2

1.2.2 催化剂的活性，选择性和寿命 8

1.2.3 补偿效应 13

1.3 催化剂的组成、成分 13

1.3.1 工业催化剂一般需考虑的问题 13

1.3.2 催化剂成分 16

1.3.3 实例 22

1.4 催化体系的分类 24

习题 28

第2章 催化中的吸附作用 29

2.1 固体的表面结构 30

2.1.1 晶体结构和晶面 30

2.1.2 晶体的不完整性 33

2.1.3 晶体的表面与体相的比较 35

2.1.4 晶体表面能量的不均匀性 38

2.1.5 晶体的不完整性与催化作用 39

2.2 分子在固体表面的吸附 41

2.2.1 物理吸附与化学吸附 42

2.2.2 吸附质的可动性 47

2.2.3 吸附的位能曲线 49

2.2.4 化学吸附的类型和表面中间物的命名 51

2.3 吸附热 53

2.3.1 吸附热的测定及其结果的复验性 53

2.3.2 化学吸附热的计算 56

2.3.3 化学吸附热和反应热 59

2.3.4 化学吸附热随吸附量的变化 61

2.4 晶体的电子结构 65

2.4.1 分子轨道理论和固体能带模型 65

2.4.2 价键理论 74

2.4.3 表面态和表面不饱和 76

2.5 金属上的化学吸附 77

2.5.1 金属的化学吸附活性 77

2.5.2 化学吸附中的几何因素 80

2.5.3 吸附与催化——火山形原理 81

2.5.4 一些气体的化学吸附态 83

2.6 半导体氧化物上的化学吸附 90

2.6.1 非化学计量的氧化物 90

2.6.2 半导体氧化物的能带结构 92

2.6.3 边界层理论 93

2.6.4 半导体氧化物上化学吸附的特点 97

2.6.5 一些气体化学吸附的机理 99

2.7 绝缘体氧化物上的化学吸附 104

习题 104

第3章 催化剂制备 106

3.1 催化材料的类别 106

3.2 催化剂的类型 107

3.3 单一活性组分和载体 107

3.3.1 金属盐溶液 108

3.3.2 有控制的沉淀过程 108

3.3.3 凝聚和胶凝过程 109

3.3.4 洗涤和过滤 111

3.3.5 干燥 111

3.3.6 焙烧 112

3.4 二元氧化物 113

3.4.1 SiO2-Al2O3 113

3.4.2 NiO-Al2O3 113

3.5 活性组分的沉积 114

3.5.1 沉淀 114

3.5.2 吸附 116

3.5.3 离子交换 117

3.5.4 浸渍 118

3.5.5 活化 119

3.6 浸取 120

3.7 特殊类型 121

3.7.1 混合氧化物 121

3.7.2 黏结的氧化物 121

3.7.3 金属网 121

3.7.4 蜂窝结构的单块 121

3.8 催化剂成型 121

3.8.1 压片 121

3.8.2 挤条 122

3.8.3 成球 122

3.8.4 薄片和锭剂 123

3.8.5 粒状 123

3.8.6 粉状 123

3.9 催化剂的工业制造 123

3.9.1 实验室制法的重复和放大 124

3.9.2 连续的单元操作 125

3.9.3 节能和环境控制 125

3.9.4 对多种产品的适应性 125

3.9.5 机密性、秘密和诀窍保护 125

3.10 纳米催化剂 125

3.10.1 固相合成法 126

3.10.2 气相合成法 127

3.10.3 液相合成法 128

3.11 分子筛 131

3.11.1 简介 131

3.11.2 沸石分子筛的结构 131

3.11.3 沸石分子筛的命名 133

3.11.4 沸石分子筛的合成 134

3.12 有序介孔材料的合成 137

3.12.1 有序介孔硅材料的合成 141

3.12.2 有序介孔碳材料的合成 144

3.12.3 有序介孔金属氧化物的合成 146

3.13 三维有序大孔材料的合成 147

习题 151

第4章 催化剂的表征与测试 153

4.1 比表面积 154

4.1.1 物理吸附等温线 155

4.1.2 BET方程 157

4.1.3 BET法测算比表面积 159

4.1.4 实验方法要点 161

4.2 孔结构（孔隙组织） 163

4.2.1 比孔容的测量 163

4.2.2 用汞孔率计测定孔结构 164

4.2.3 气体物理吸附法测定孔结构 167

4.2.4 氮吸附法与压汞法测定孔径分布结果的比较 177

4.2.5 微孔体积的测定 177

4.3 颗粒性质 181

4.3.1 颗粒大小及其分布 181

4.3.2 密度 184

4.4 机械性质和热性质 185

4.4.1 机械性质 185

4.4.2 热性质 187

4.5 本体性质 190

4.5.1 组成 190

4.5.2 相结构 191

4.6 表面性质 194

4.6.1 组成 195

4.6.2 形貌和结构 201

4.6.3 分散度（dispersion） 206

4.6.4 不均匀性 211

4.7 活性 217

4.7.1 实用的活性测试 218

4.7.2 测试动力学活性需考虑的问题 219

4.7.3 反应器科学中的基本概念 220

4.7.4 常用的实验室催化反应器 224

习题 227

第5章 催化剂的失活 230

5.1 结焦 230

5.2 金属污染 231

5.3 毒物吸附 232

5.3.1 金属催化剂的中毒 233

5.3.2 半导体氧化物催化剂的中毒 234

5.3.3 固体酸催化剂的中毒 235

5.3.4 毒物的结构和性质对其毒性的影响 235

5.3.5 不同催化剂的耐毒性比较 236

5.3.6 中毒与反应条件 237

5.3.7 中毒与诱导期 237

5.3.8 选择中毒 237

5.4 烧结 238

5.5 生成化合物 240

5.6 相转变和相分离 240

5.7 活性组分被包埋 241

5.8 组分流失和挥发 241

5.9 颗粒破裂 242

5.10 结污 242

5.11 催化剂失活研究实例 242

5.11.1 汽车尾气催化剂的失活 242

5.11.2 铂催化重整催化剂的失活 243

5.11.3 SO2氧化用钒催化剂的失活 245

5.12 催化剂的再生和更换 245

习题 246

附录 从事催化教学和科研有学位授予权的大学和科研单位名录 248

主题索引 252

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