“研究生教育創(chuàng )新工程”化工類(lèi)研究生教學(xué)用書(shū)：工業(yè)催化劑設計與開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)介，目錄書(shū)摘

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內容簡(jiǎn)介:    《工業(yè)催化劑設計與開(kāi)發(fā)》較全面地介紹了工業(yè)催化劑原理、設計與開(kāi)發(fā)的系統知識與應用技術(shù)。全書(shū)分為16章。第1章論述催化科學(xué)和工業(yè)催化發(fā)展簡(jiǎn)史；第2章論述催化作用的基本原則和基本模式；第3章論述工業(yè)催化劑設計原理和方法；第4章介紹催化材料學(xué)；第5章論述工業(yè)催化的過(guò)程工程；第6章介紹催化作用和催化過(guò)程的計算機模擬；第7章論述離子液體及其在環(huán)境催化中的應用；第8、9、10章為能源工程中催化技術(shù)案例分析；第11、12、13章為生物催化技術(shù)案例分析；第14、15章為環(huán)境催化技術(shù)案例分析；第16章為催化發(fā)展展望?！豆I(yè)催化劑設計與開(kāi)發(fā)》的特點(diǎn)是將催化作用的基本原理、催化新材料、計算機模擬與工業(yè)催化劑設計、開(kāi)發(fā)結合起來(lái)，并對新世紀人們關(guān)注的能源、環(huán)境、生物領(lǐng)域中的工業(yè)催化技術(shù)進(jìn)行了案例分析?！豆I(yè)催化劑設計與開(kāi)發(fā)》可作為高等院?；瘜W(xué)工程、化學(xué)工藝、工業(yè)催化、應用化學(xué)等化學(xué)化工類(lèi)專(zhuān)業(yè)以及環(huán)境、材料相關(guān)專(zhuān)業(yè)的研究生教學(xué)用書(shū)，也可供從事與催化相關(guān)的科研、設計和生產(chǎn)人員參考。

作者簡(jiǎn)介:

目錄:第1章 緒論1<br>1.1 催化科學(xué)發(fā)展簡(jiǎn)史1<br>1.1.1 催化概念的誕生1<br>1.1.2 從經(jīng)驗走向科學(xué)，創(chuàng )建催化科學(xué)的物理化學(xué)基礎2<br>1.1.3 催化科學(xué)發(fā)展的第三階段（1898～1918）3<br>1.1.4 工業(yè)催化和表面物理化學(xué)并行發(fā)展的時(shí)期3<br>1.1.5 表面物理化學(xué)與技術(shù)對催化科學(xué)的沖擊4<br>1.1.6 經(jīng)典方法研究多相催化機理發(fā)展階段5<br>1.1.7 固態(tài)化學(xué)與多相催化劑設計發(fā)展時(shí)期6<br>1.1.8 環(huán)境催化和手性催化發(fā)展的30年7<br>1.2 工業(yè)催化發(fā)展簡(jiǎn)史8<br>1.2.1 基礎化工催化工藝開(kāi)發(fā)期8<br>1.2.2 催化燃料過(guò)程開(kāi)發(fā)時(shí)期（1918～1945）9<br>1.2.3 催化科學(xué)與技術(shù)快速發(fā)展時(shí)期（1946～1970）10<br>1.2.4 環(huán)境催化發(fā)展的20年（1970～1990）12<br>1.2.5 新型催化材料的發(fā)展12<br>1.2.6 手性催化和藥物合成工業(yè)發(fā)展（1990至今）14<br>1.3 催化科學(xué)與技術(shù)的重要性15<br>1.3.1 工業(yè)催化劑在經(jīng)濟上的重要性15<br>1.3.2 新能源開(kāi)發(fā)對催化技術(shù)的需求16<br>1.3.3 催化對環(huán)境科學(xué)的重要性16<br>1.3.4 催化科學(xué)與技術(shù)對生命科學(xué)的重要性16<br>1.4 催化基本概念和工業(yè)催化劑的基本要求17<br>1.4.1 催化定義與特征17<br>1.4.2 對工業(yè)催化劑的要求18<br>1.5 原料、市場(chǎng)、政策綜合對工業(yè)催化劑研制生產(chǎn)的影響22<br>1.6 課程的性質(zhì)與任務(wù)24<br>參考文獻25<br><br>第2章 催化作用模式及相關(guān)基本原則26<br>2.1 催化作用基礎26<br>2.2 催化作用的前奏——化學(xué)吸附26<br>2.2.1 活性部位26<br>2.2.2 表面化學(xué)吸附鍵27<br>2.3 多相催化作用模式29<br>2.3.1 多相催化體系的剖析29<br>2.3.2 金屬催化劑活性的理論分析34<br>2.3.3 負載型金屬催化劑的活性分析37<br>2.3.4 合金催化劑38<br>2.3.5 金屬簇狀物催化劑39<br>2.3.6 半導體催化劑的電子理論40<br>2.3.7 復合氧化物催化劑及其催化作用42<br>2.3.8 固體酸堿催化劑及其催化作用46<br>2.3.9 分子篩催化劑及其催化作用50<br>2.4 過(guò)渡金屬絡(luò )合催化劑及其催化作用55<br>2.4.1 過(guò)渡金屬離子的化學(xué)鍵合55<br>2.4.2 絡(luò )合催化中的關(guān)鍵反應步驟57<br>2.4.3 絡(luò )合催化循環(huán)59<br>2.4.4 配位場(chǎng)的影響63<br>2.5 聚合催化劑及其作用64<br>2.5.1 茂金屬聚合催化劑與新型聚合物材料64<br>2.5.2 非茂后過(guò)渡金屬烯烴聚合催化劑的研究進(jìn)展68<br>2.5.3 組合聚合物催化技術(shù)69<br>2.5.4 高速組合篩選技術(shù)72<br>參考文獻73<br><br>第3章 工業(yè)催化劑的設計75<br>3.1 催化科學(xué)的分子觀(guān)75<br>3.1.1 單晶金屬表面結構76<br>3.1.2 碳質(zhì)的沉積78<br>3.1.3 表面原子的氧化狀態(tài)78<br>3.2 工業(yè)催化劑設計方法79<br>3.2.1 引言79<br>3.2.2 催化設計的框圖程序79<br>3.2.3 催化劑的類(lèi)型設計法85<br>3.2.4 催化劑設計的經(jīng)驗程序102<br>3.3 計算機輔助催化劑設計106<br>3.3.1 引言106<br>3.3.2 決定論模型法及案例分析107<br>3.3.3 非決定論模型法及案例分析108<br>3.3.4 CAD催化劑的微動(dòng)力學(xué)分析法110<br>3.4 固體催化劑設計的幾種思路110<br>3.4.1 借用酶催化原理于非生物質(zhì)固體催化材料合成的設計思路110<br>3.4.2 利用組合技術(shù)設計和開(kāi)發(fā)催化劑112<br>3.4.3 固體催化劑構件組裝114<br>參考文獻116<br><br>第4章 催化材料學(xué)118<br>4.1 引言118<br>4.2 分子篩催化材料119<br>4.2.1 分子篩基本結構119<br>4.2.2 分子篩催化材料的特性120<br>4.2.3 分子篩催化材料制備121<br>4.2.4 兩類(lèi)新的分子篩催化材料123<br>4.3 膜材料與膜催化127<br>4.3.1 概述127<br>4.3.2 無(wú)機膜材料與催化130<br>4.4 非晶態(tài)合金催化材料與催化135<br>4.4.1 非晶態(tài)合金材料的結構特點(diǎn)135<br>4.4.2 非晶態(tài)合金催化劑制備與表征136<br>4.4.3 非晶態(tài)合金的催化應用138<br>4.5 固體酸催化材料與催化144<br>4.5.1 固體酸催化材料類(lèi)型144<br>4.5.2 固體超強酸催化材料145<br>4.5.3 雜多酸催化材料148<br>4.6 整體式催化材料151<br>4.6.1 整體式催化劑結構特點(diǎn)151<br>4.6.2 整體式催化劑載體152<br>4.6.3 整體式催化劑應用153<br>4.7 光催化材料與光催化158<br>4.7.1 光催化原理158<br>4.7.2 光催化材料的發(fā)展161<br>4.7.3 光催化材料的失活與再生165<br>4.7.4 可見(jiàn)光活性光催化材料的設計166<br>4.8 納米材料和納米催化174<br>4.8.1 納米催化材料的特性174<br>4.8.2 碳納米管材料與催化175<br>4.8.3 納米金屬催化劑188<br>參考文獻195<br><br>第5章 工業(yè)催化的過(guò)程工程203<br>5.1 概述204<br>5.1.1 工業(yè)催化過(guò)程工程的多尺度性204<br>5.1.2 工業(yè)催化過(guò)程工程的方法和基本概念205<br>5.2 多相催化反應動(dòng)力學(xué)208<br>5.2.1 化學(xué)吸附過(guò)程208<br>5.2.2 理想表面的催化動(dòng)力學(xué)模型212<br>5.2.3 真實(shí)表面的催化反應動(dòng)力學(xué)模型219<br>5.2.4 微觀(guān)反應動(dòng)力學(xué)方法224<br>5.2.5 復雜反應動(dòng)力學(xué)233<br>5.3 多相催化中的傳遞過(guò)程238<br>5.3.1 流體與催化劑外表面間的傳熱傳質(zhì)239<br>5.3.2 氣體在多孔介質(zhì)中的擴散240<br>5.3.3 多相催化劑的效率因子241<br>5.3.4 傳遞現象影響下的催化反應動(dòng)力學(xué)行為247<br>5.4 固體催化劑的失活與再生251<br>5.4.1 失活的類(lèi)型251<br>5.4.2 失活動(dòng)力學(xué)257<br>5.4.3 工業(yè)催化劑壽命的實(shí)驗室規?？疾旆椒?61<br>5.4.4 失活催化劑的再生262<br>5.5 試驗研究用反應器263<br>5.5.1 理想反應器的基本類(lèi)型264<br>5.5.2 微分、積分固定床反應器266<br>5.5.3 無(wú)梯度反應器267<br>5.5.4 催化劑開(kāi)發(fā)過(guò)程中反應器的選擇268<br>5.5.5 催化劑開(kāi)發(fā)的高通量篩選方法270<br>5.5.6 催化動(dòng)力學(xué)模型篩選及參數估算271<br>5.6 工業(yè)生產(chǎn)用反應器273<br>5.6.1 釜式反應器273<br>5.6.2 固定床反應器277<br>5.6.3 流化床反應器285<br>主要符號292<br>參考文獻293<br><br>第6章 多相催化過(guò)程模擬297<br>6.1 計算機模擬理論與技術(shù)297<br>6.1.1 量子力學(xué)方法297<br>6.1.2 分子力學(xué)方法298<br>6.1.3 組合方法299<br>6.2 多相催化模擬——策略與模型299<br>6.2.1 簡(jiǎn)介299<br>6.2.2 級間近似方法300<br>6.2.3 周期性計算301<br>6.2.4 簇模型301<br>6.2.5 微動(dòng)力學(xué)模型303<br>6.3 催化材料結構模擬305<br>6.3.1 能量計算305<br>6.3.2 整體最小化法306<br>6.3.3 模擬退火法306<br>6.3.4 遺傳運算法則307<br>6.3.5 拓撲枚舉法309<br>6.3.6 結構預測310<br>6.4 表面及過(guò)程模擬313<br>6.4.1 模擬技術(shù)313<br>6.4.2 骨架材料表面結構及性質(zhì)314<br>6.4.3 吸附315<br>6.4.4 擴散317<br>6.4.5 表面與水的反應318<br>6.4.6 催化部分氧化反應318<br>6.4.7 多相催化劑模型體系321<br>參考文獻323<br><br>第7章 離子液體與催化325<br>7.1 離子液體簡(jiǎn)介325<br>7.1.1 離子液體發(fā)展簡(jiǎn)史325<br>7.1.2 離子液體的組成與結構326<br>7.1.3 離子液體的特性326<br>7.1.4 離子液體的合成326<br>7.2 離子液體催化劑327<br>7.2.1 酸性離子液體催化劑328<br>7.2.2 堿性功能化離子液體催化劑334<br>7.2.3 離子液體負載化336<br>7.3 離子液體與納米催化338<br>7.4 離子液體與生物催化339<br>7.5 其他離子液體催化劑339<br>7.5.1 手性離子液體339<br>7.5.2 具有配位功能的離子液體340<br>參考文獻341<br><br>第8章 氫能與制氫技術(shù)用催化劑的設計與開(kāi)發(fā)345<br>8.1 化石能源現狀345<br>8.2 氫能的優(yōu)點(diǎn)及應用345<br>8.3 制氫技術(shù)概述347<br>8.3.1 化石燃料制氫347<br>8.3.2 再生氫制備349<br>8.4 儲氫352<br>8.5 甲醇氧化重整制氫催化劑的設計及性能評價(jià)353<br>8.5.1 甲醇氧化重整制氫反應分析353<br>8.5.2 催化劑的開(kāi)發(fā)354<br>8.5.3 工藝操作參數的選擇354<br>8.5.4 催化劑應用355<br>8.5.5 技術(shù)經(jīng)濟分析356<br>8.5.6 應用前景357<br>參考文獻358<br><br>第9章 二甲醚生產(chǎn)用催化劑的設計與開(kāi)發(fā)359<br>9.1 二甲醚概述359<br>9.1.1 二甲醚的性質(zhì)及工業(yè)應用359<br>9.1.2 二甲醚生產(chǎn)工藝概述359<br>9.1.3 甲醇氣相脫水制二甲醚基本原理及熱力學(xué)362<br>9.2 催化劑的開(kāi)發(fā)362<br>9.3 催化劑的應用362<br>9.3.1 工藝流程362<br>9.3.2 操作條件363<br>9.4 二甲醚的工業(yè)生產(chǎn)現狀365<br>參考文獻366<br><br>第10章 燃料電池及直接甲醇燃料電池催化劑的設計與開(kāi)發(fā)367<br>10.1 燃料電池簡(jiǎn)介367<br>10.1.1 燃料電池的工作原理367<br>10.1.2 燃料電池的基本類(lèi)型367<br>10.1.3 燃料電池的優(yōu)點(diǎn)368<br>10.2 直接甲醇燃料電池催化劑的設計與開(kāi)發(fā)369<br>10.2.1 直接甲醇燃料電池反應機理及熱力學(xué)369<br>10.2.2 甲醇電催化氧化機制370<br>10.2.3 DMFC陽(yáng)極催化劑的設計與開(kāi)發(fā)371<br>10.2.4 DMFC催化劑的應用372<br>參考文獻375<br><br>第11章 生物催化及己酸乙酯非水相生產(chǎn)酶催化劑的設計與開(kāi)發(fā)376<br>11.1 生物催化簡(jiǎn)介376<br>11.2 酶催化377<br>11.2.1 酶催化特點(diǎn)及分類(lèi)377<br>11.2.2 酶催化反應的機理377<br>11.2.3 酶催化的應用及發(fā)展現狀380<br>11.3 脂肪酶非水相催化生產(chǎn)短鏈脂肪酸酯383<br>11.3.1 短鏈脂肪酸酯及其特性383<br>11.3.2 短鏈脂肪酸酯的國內外生產(chǎn)狀況383<br>11.3.3 非水相中脂肪酶催化短鏈脂肪酸酯合成383<br>參考文獻386<br><br>第12章 酶催化合成手性布洛芬的設計與開(kāi)發(fā)387<br>12.1 布洛芬簡(jiǎn)介388<br>12.1.1 布洛芬的物性及應用388<br>12.1.2 （S）布洛芬的常用制備方法388<br>12.2 布洛芬酯的酶選擇性水解制備（S）布洛芬389<br>12.2.1 布洛芬酯的酶選擇性水解反應拆分布洛芬的機理389<br>12.2.2 選擇性水解布洛芬酯的脂肪酶的選擇389<br>12.2.3 酶選擇性水解拆分布洛芬酯的技術(shù)路線(xiàn)390<br>12.2.4 酶選擇性水解拆分布洛芬酯的工藝流程390<br>參考文獻391<br><br>第13章 環(huán)己烷氧化制環(huán)己酮仿生催化劑的設計與開(kāi)發(fā)392<br>13.1 環(huán)己酮概述392<br>13.1.1 環(huán)己酮的工業(yè)應用392<br>13.1.2 環(huán)己酮生產(chǎn)的工業(yè)現狀392<br>13.1.3 環(huán)己烷仿生催化氧化制環(huán)己酮393<br>13.1.4 金屬卟啉催化氧化的反應機理394<br>13.2 催化劑的選擇394<br>13.3 催化劑的使用395<br>13.3.1 工藝流程395<br>13.3.2 工藝參數選擇395<br>13.3.3 環(huán)己烷仿生催化制環(huán)己酮優(yōu)點(diǎn)396<br>13.4 工業(yè)化現狀396<br>參考文獻397<br><br>第14章 綠色化學(xué)與離子液體催化劑的設計與開(kāi)發(fā)398<br>14.1 綠色化學(xué)簡(jiǎn)介398<br>14.2 離子液體的功能化及應用399<br>14.2.1 離子液體的功能化399<br>14.2.2 離子液體的應用400<br>14.3 烷氧基苯膦生產(chǎn)用離子液體的設計與開(kāi)發(fā)401<br>14.3.1 烷氧基苯膦生產(chǎn)的問(wèn)題分析401<br>14.3.2 烷氧基苯膦生產(chǎn)用催化劑設計401<br>14.3.3 催化劑的應用402<br>14.3.4 離子液體的再生和回收402<br>參考文獻402<br><br>第15章 汽車(chē)尾氣治理用催化劑的設計與開(kāi)發(fā)403<br>15.1 汽車(chē)尾氣治理概述403<br>15.2 汽車(chē)尾氣凈化催化劑的開(kāi)發(fā)404<br>15.2.1 催化劑的設計404<br>15.2.2 催化劑的制備405<br>15.3 催化劑的使用405<br>15.4 催化劑的發(fā)展變化405<br>參考文獻405<br><br>第16章 21世紀催化科學(xué)與技術(shù)面臨新機遇、新挑戰和新發(fā)展406<br>16.1 能源和化工原料的變化406<br>16.1.1 能源和化工原料的時(shí)代變遷406<br>16.1.2 原材料到化學(xué)品和燃料的轉化406<br>16.2 可再生生物資源的化工和能源利用409<br>16.3 基于生物質(zhì)原料生產(chǎn)液體燃料（BTL）的費托合成催化劑411<br>16.3.1 費托催化劑的活性412<br>16.3.2 費托催化劑的失活416<br>16.3.3 費托合成的選擇性418<br>16.4 生物質(zhì)的直接液化418<br>16.5 生物質(zhì)加工的技術(shù)平臺419<br>16.6 21世紀催化的現狀、挑戰與未來(lái)420<br>16.6.1 推動(dòng)者與拉動(dòng)者：創(chuàng )新的R3原則421<br>16.6.2 21世紀催化所面臨的挑戰421<br>16.6.3 21世紀催化的未來(lái)422<br>參考文獻423