工业催化课件1

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1、CollegeofChemistry&MolecularSciences化学与分子科学学院工业催化理论及应用（1）洪昕林化西306B；13871151716hongxl@whu.edu.cn本课程基本内容催化材料ADBCE催化剂制备与表征技术各类催化剂及其催化作用工业催化剂发展简史催化作用基本原理催化反应动力学能源环境催化催化新材料催化新技术第一章绪论第二章催化作用与催化剂第三章吸附作用与多相催化第四章各类催化剂及其催化作用第五章环境保护催化与环境友好催化第六章未来能源和燃料工业用催化技术第七章新材料合成用催化技术和具

2、有突异催化性能的新材料第八章生物催化技术*第九章工业催化剂的制备与使用第十章工业催化剂的设计第十一章工业催化剂的评价与宏观物性的测试第十二章催化剂表征的现代物理方法简介本课程基本内容教材：《工业催化》（第二版），黄仲涛、耿建铭编著，化学工业出版社（2006）。总成绩=期末考试成绩（50%）+平时成绩（20%）+论文（30%）论文是一篇关于“催化在各自领域中的研究与应用现状”的综述性文章。（1）工业催化基础—赵光编哈尔滨工程大学出版社1999年（2）应用催化基础—吴越著化学工业出版社2008年（3）Heterogeneo

3、usCatalysisInIndustrialPracticeSecondEdition----CharlesN.Satterfield,McGraw-Hill,Inc.(实用多相催化）（4）HeterogeneousCatalysisPrinciplesandApplications-----G.C.Bond,OxfordSciencepublications《催化学报》、《石油化工》、《分子催化》、《工业催化》和《化学反应工程与工艺》、《化工学报》和《高校化学工程学报》等中文期刊AIChEJournal、Journ

4、alofCatalysis、AppliedCatalysisA,B,CCatalysisToday、ChemicalEngineeringScience参考书目课程的主要任务工业催化的发展简史催化发展新领域当前催化科学研究的重要方向第一章绪论绪论本课程的主要任务掌握催化作用的基本规律，了解催化过程的化学本质和熟悉工业催化技术的基本要求和特征，并能够将新型催化剂开发原理运用到资源的化工利用、化学制药、环境保护、生物工程技术、新材料和新能源等工业领域。为培养化工工艺类专业工程师提供坚实的理论基础。自然界催化现象普遍存在（1

5、）地球上生命的起源—无机物合成有机物无机物有机物自然界催化现象普遍存在（2）人的生命过程—维持人体新陈代谢过程食物空气水酶催化剂（金属粒子/蛋白质）常温常压氧化还原分解异构能量代谢自然界催化现象普遍存在（3）植物的光合作用CO2+H2O碳水化合物+O2hν酶，常温常压自然界催化现象普遍存在（4）牛吃的是草，产的是奶工业界催化无处不在90%的化工过程与催化有关—催化是现代化学工业的基础一点不过分美国GDP中与催化有关占20%，1998年用催化剂13亿美元，而产品价值达万亿美元，对国民经济贡献巨大。全球催化剂市场增长年份1

6、98919962001产值（亿美元）3686107催化应用十大领域军工生物化工制药化工环保天然气化工精细化工石油化工石油炼制无机化工煤化工催化应用人体健康手性催化氧化可再生能源1918年哈伯合成NH3硫酸硝酸合成氨聚烯烃芳烃1973年金属有机催化TNT肼分解燃料电池硝基胍源头事后（尾气）H2、甲醇、二甲醚、FT合成催化裂化重整加氢裂化加氢精制化学工业的发展与催化剂的应用是密不可分的。20世纪30年代以前20世纪30~80年代20世纪80~90年代至今属于当时尖端科技的化学工业主要是天然物质的直接利用如海

7、盐提炼、樟木中提取樟脑等。此类过程主要是物理过程，如制糖、制盐、炼焦、植物油的分馏；很少一部分用到化学反应如酸碱的制造、乙醇氧化制乙醛、发酵生产乙酸、油脂加氢、合成氨。此阶段催化剂的使用尚未受到普遍关注，所用原料多为复杂的天然物质，产物的控制与选择性都很低，催化剂应用的成熟度不高，了解也很有限。化学工业发展的黄金时代，炼油工业和石油化工的兴起，化工原料路线发生了根本性变化，化学反应的应用也受到重视，催化技术有了多种用途。由于石油较之煤和天然植物组成比较单纯，官能团较少，催化剂的应用比较容易，故化学工业突显特色。加之二战

8、期间对汽油等燃料的需要，开发了多种炼油和石化过程工艺。在此期间沸石催化、配位络合催化、聚合催化等相继出现，加深了人们对催化基础和应用的了解。化学工业进入成熟期或所谓的夕阳工业期，工业用催化剂的发展也缓慢下来。大宗化学品的附加值降低，工业废弃物快速增长，造成环境污染，化学工业丧失了前进的驱动力，由于化工是基础工业，它们的荣枯必然影响