《工业催化》课程大纲380.docx

工业催催化教学大大纲课程编号号：S13320222课程程类型：专业课课课程名称称：工业业催化英英文名称称：Inndusstriial Cattalyysiss学分分：2 适适用专业业：化学工工程与工工艺、应应用化学学第一部分分大纲说说明一、课程程的性质质、目的的和任务务本课程属属于化学学工程与与工艺专专业和应应用化学学专业的的专业必必修课程程，主要要介绍工工业催化化技术的的应用以以及催化化剂设计计、制备备、表征征的一般般知识和和规律。通通过教学学使学生生掌握催催化作用用原理、催催化剂设设计、催催化剂制制备与催催化剂活活性评价价等基本本知识，了了解催化化过程的的应用与与发展趋趋势，为为培养化化工专业业技术人人才提供坚坚实的理理论基础础。二、课程程的基本本要求1、知识识要求：通过本课课程的学学习，使使学生了解解催化作作用的基基本规律律和基本本原理，了解热力学平衡原理对催化作用的制约。了解催化剂的组成、制备原理和方法，催化实验用的反应器和检测仪器、手段等。了解工业催化技术的基本要求和特性。掌握一些重要催化剂，如固体酸碱催化剂、分子筛催化剂、金属催化剂、络合催化剂、金属氧化物剂和金属硫化物催化剂的催化作用和制备方法。2、能力力要求：本课程是是一门实实践性很很强的课课程，在在学习过过程中要要使学生生多实践践、多观观察、多多思考，从从而提高高其自学学能力、分分析能力力和动手手能力。使使学生能能够运用用所学有有关催化化剂的基基本知识识，进行行简单催催化剂的的设计和和制备；能够对对催化剂剂作简单单表征。三、本课课程与相相关课程程的联系系本课程应应在物物理化学学、化化工原理理等课课程之后后开设。四、学时时分配本课程学学分为22学分，建建议开设设32学时时（在保保证学分分的前提提下可以以微调）。章（节）内内容讲课学时时实验（上上机）学学时课堂讨论论（习题题课）学学时现场教学学学时总学时第一章绪绪论11第二章催催化作用用与催化化剂33第三章吸吸附作用用与多相相催化66第四章各各类催化化剂及其其催化作作用1010第五章工工业催化化剂的制制备与使使用66第六章工工业催化化剂的活活性评价价与宏观观物性的的表征66合计3232五、教材材与参考考书建议教材材：工业催催化（第二二版），黄仲涛涛，化学工工业出版版社，2006年参考书目目：1、工工业应用用催化剂剂，金杏杏妹，华东理理工大学学出版社社，20004年年2、工工业催化化剂研制制与开发发，闵恩泽泽，中国石石化出版版社，19997年3、工工业催化化剂设计计与开发发，黄仲仲涛，华南理理工大学学出版社社，19992年年4、催催化剂工工程导论论，王尚尚弟、孙孙俊全，化化学工业业出版社社，20001年5、工工业催化化原理，李玉玉敏，天津大大学出版版社，19996年六、教学学方法与与手段建建议本课程以以讲授为为主，部部分内容容采用课课堂讨论论的形式式。本课课程与生生产实际际密切相相关，宜采用用多媒体体展现相相关生产产中的资资料图片片，提高高教学效效果。要要求学生生认真完完成作业业外，培培养学生生分析问问题和解解决问题题的能力力。在条件件许可的的情况下下，带领领学生到到化工厂厂参观，增增强感性性认识。七、课程程考核方方式与成成绩评定定办法考核形式式：考试试（闭卷卷）。成成绩评定定办法：课堂表表现10%，作业20%，考试70%。第二部分分课程内内容大纲纲第一章绪论（1学时）一、本章章的教学学目的和和要求：通过对本本章的学学习，了了解工业业催化剂剂在经济济上的重重要性；了解工业业催化的的发展简简史；了解催催化领域域的新进进展。重点：工工业催化化发展简简史。二、教学学内容及及要求：1、课程程的任务务和性质质；2、课程程的主要要内容；3、工业业催化的的发展简简史：催化概概念的诞诞生，基基础化工工催化工工艺的开开发期，炼炼油和石石化工业业的发展展期，合合成高分分子材料料工业的的兴起，择择形催化化与新一一代炼油油工业，手手性催化化与制药药工业；4、催化化领域新新进展：环境保保护和环环境友好好的催化化技术，新新能源开开发的催催化技术术，新材材料合成成的催化化技术和和新型催催化材料料，生物物催化技技术，手手性催化化技术，组组合催化化技术，纳纳米催化化技术，微微化学反反应体系系中的催催化技术术。第二章催催化剂与与催化作作用（3学时）一、本章章的教学学目的和和要求：了解催化化剂的组组成、载载体的功功能；了了解均相相催化剂剂的特征征；掌握握催化剂剂的定义义、催化化剂的活活性、选选择性、稳稳定性和和寿命等等概念。重点：催催化作用用和催化化剂定义义，催化化剂分类类，催化化剂组成成。难点：催催化基元元反应步步骤。二、教学学内容及及要求：1、催化化作用的的定义与与特征：定义，特特征；2、催化化剂的组组成与载载体功能能：催化剂剂的组成成，载体体的功能能；3、对工工业催化化剂的要要求：活性和和选择性性指标，稳稳定性和和寿命指指标，环环境友好好和自然然界的相相容性；4、均相相催化剂剂的特征征：均相中中的分子子分散，催催化基元元反应步步骤，络络合均相相催化的的工业应应用案例例。第三章吸吸附作用用与多相相催化（6学时）一、本章章的教学学目的和和要求：掌握催化化剂的吸吸附作用用、BET等温式式、多相相催化中中的传质质过程；了解催催化剂的的表面结结构。重点：催催化剂的的吸附作作用、吸吸附等温温式，多多相催化化中的传传质过程程。难点：吸吸附等温温式。二、教学学内容及及要求：1、多相相催化的的反应步步骤：外扩散散与外扩扩散系数数，内扩扩散系数数，反应应物分子子的化学学吸附，表表面反应应，产物物的脱附附；2、吸附附等温线线：简单的的朗格缪缪尔吸附附等温式式，解离离吸附的的朗格缪缪尔等温温式，竞竞争吸附附的朗格格缪尔等等温式，非非理想的的吸附等等温式，BET公式；3、金属属表面上上的化学学吸附：化学吸吸附研究究用的金金属表面面，金属属表面上上分子的的吸附态态，分子子在金属属上的活活化及其其吸附强强度，金金属表面面上化学学吸附的的应用；4、氧化化物表面面上的化化学吸附附：半导体体氧化物物上的化化学吸附附，绝缘缘体氧化化物上的的化学吸吸附，氧氧化物表表面积的的测定；第四章各各类催化化剂及其其催化作作用（10学时时）一、本章章的教学学目的和和要求：掌握各类类催化剂剂的结构构特点和和作用原原理；了解各各种催化化剂中典典型的催催化作用用实例。重点：各各类催化化剂的结结构特点点和作用用原理。难点：各各类催化化剂的作作用原理理。二、教学学内容及及要求：1、酸碱碱催化剂剂及其催催化作用用：固体酸酸碱的定定义和分分类，固固体表面面的酸碱碱性质及及其测定定，酸、碱碱中心的的形成与与结构，固固体酸碱碱的催化化作用，超超强酸及及其催化化作用，超超强碱及及其催化化作用杂杂多化合合物及其其催化作作用离子子交换树树脂及其其催化作作用；2、分子子筛催化化剂及其其催化作作用：分子筛筛的结构构构型，分分子筛催催化剂的的催化性性能与调调变，中中孔分子子筛催化化剂及其其催化作作用；3、金属属催化剂剂及其催催化作用用：金属和和金属表表面的化化学键，金属催催化剂催催化活性性的经验验规则，负负载型金金属催化化剂的催催化活性性，金属属簇状物物催化剂剂，合金金催化剂剂及其催催化作用用；非晶态态合金催催化剂及及其催化化作用，金金属膜催催化剂及及其催化化作用；4、金属属氧化物物和硫化化物催化化剂及其其催化作作用：半导体体的能带带结构及及其催化化活性，氧氧化物表表面的MO性质与与催化剂剂活性、选选择性的的关联，复复合金属属氧化物物催化剂剂的结构构化学，金金属硫化化物催化化剂及其其催化作作用；5、络合合催化剂剂及其催催化作用用：过渡金金属离子子的化学学键合，络络合催化化中的关关键反应应步骤，络络合催化化循环，配配位场的的影响，均均相络合合催化剂剂的固相相化技术术。第五章工工业催化化剂的制制备与使使用（6学时）一、本章章的教学学目的和和要求：熟悉催化化剂的制制备过程程；了解解催化材材料的类类型；掌掌握催化化剂制备备各单元元操作的的基本原原理及工工业催化化剂的制制备方法法；了解解各种制制备方法法的优缺缺点。重点：工工业催化化剂的制制备方法法，各种种制备方方法的优优缺点。难点：工工业催化化剂的制制备方法法。二、教学学内容及及要求：1、工业业催化剂剂的制备备：沉淀法法，浸渍渍法，混混合法，离离子交换换法；2、工业业催化剂剂的使用用：运输、贮贮存与填填装，升升温与还还原，开开、停车车及钝化化，催化化剂的使使用、失失活与再再生。第六章工工业催化化剂的活活性评价价与宏观观物性的的表征（6学时）一、本章章的教学学目的和和要求：掌握催化化剂的失失活原因因、催化化剂的再再生方法法；熟悉悉各种催催化剂的的表征方方法。重点：催催化剂失失活的原原因，催催化剂的的再生方方法；一一般表征征方法的的实验步步骤和实实验仪器器，各种种表征方方法的测测量原理理。难点：催催化剂失失活原因因。二、教学学内容及及要求：1、催化化剂活性性测试的的基本概概念：活性测测试的目目标，实实验室活活性测试试反应器器的类型型及应用用；2、催化化剂活性性的测定定：影响催催化剂活活性测定定的因素素，测定定活性的的试验方方法，活活性测试试的实例例；3、催化化剂的宏宏观物性性及其测测定：催化剂剂的表面面积及其其测定，催催化剂的的孔结构构及其测测定，催催化剂机机械强度度的测定定。执笔人：蔡可迎迎审定人：批准人：制定（修修订）日日期：