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1、催化作用原理授课老师：黄伟新联系方式：激光小楼一楼３６００４３５(办公室)huangwx@ustc.edu.cnhttp://staff.ustc.edu.cn/~huangwx参考书目<<催化作用基础>>李荣生,甄开吉,王国甲编著<<催化化学>>吴越著<<催化化学导论>>韩维屏等著<>EditedbyG.Ertl,H.Knözinger,J.Weitkamp第一章 绪论一、催化科学的重要性催化(catalysis)：催化科学，催化技术和催化作用。催
2、化科学：研究催化作用的原理催化技术：催化作用原理的具体应用催化技术是现代化学工业，环境保护的支柱。“Theeconomiccontributionofcatalysisisasremarkableasthephenomenonitself.ApproximatelyonethirdofmaterialgrossnationalproductintheUSinvolvesacatalyticprocesssomewhereintheproductionchain.Confininganalysistothechemic
3、alindustry,theproportionofprocessesusingcatalystsis80%andincreasing.”Chemistry&Industry,Jan21,2002,Page22一些工业催化过程催化反应催化剂合成氨Fe-Al2O3-K2O催化裂解SiO2-Al2O3，沸石催化重整Pt，Pt-Re乙烯水和H3PO4/硅藻土乙烯氧化PdCl2-CuCl2二氧化硫氧化V2O5/硅藻土氨氧化Pt丙烯氨氧化P-Mo-Bi系丙烯聚合-TiCl3-AlEt3乙炔选择加氢Pt/Al2O3甲烷化Ni/
4、Al2O3F-T合成Fe，Co，Ni1997年美国化学会联合4家相关协会在制定“2020年技术展望：美国化学工业”里充分肯定了催化的重要性，并且由于催化在化学工业中决定性的作用，对催化进行了专门阐述“2020催化展望报告”。1997年，IUPAC组织编写的《21世纪的化学丛书》中将《催化展望》列为丛书的第一部。2001年3月,美国能源部组织其下属的基础能源科学研究领域的科学家，就催化科学的发展方向举行研讨会，并发表了研讨结果；2002年5月再次举行催化科学研究方向研讨会，并基于研讨会的结果于2005年在其西北太平洋国
5、家实验室（PNNL）成立界面催化研究所（http://iic.pnl.gov/），进行多学科交叉的催化研究来应付面临的能源领域的挑战。2003年3月，《science》杂志刊出了以催化为主题的专栏[7]。二、催化的过去,现在和将来催化的发展：实践---理论---实践---2.1Historybefore19401834年:Berzelius,引入”catalysis”术语;1814年:Kirchhoff,发现酸能催化淀粉水解;1817年:HumphryDavy,置于空气和煤气混合物的热铂丝会变得炽热;1824年:
6、Henry,发现第一个催化剂中毒现象:乙烯能够抑制H2和O2在Pt上的反应;同时他也注到氢气,CO,甲烷在氧气中得选择氧化;1824年:Döbereiner,商业化的催化反应-”tinderbox”;1834年:MichaelFaraday研究了铂片对氢气氧化反应的影响;1845年:Grove,发现热铂丝同样也能够催化水蒸气得分解;1860年左右:Phillips,申请铂催化SO2空气氧化为SO3的专利;1871年:工业化催化过程(Deaconprocess)—HCl催化氧化到氯气;1877年:Lemoine,发现H
7、I非催化分解反应和催化分解反应最终的化学平衡点相同(19%@350C);1879年:Bertholet,研究酸催化的有机酸酯化和酯水解,发现催化剂不影响化学平衡;1900年左右:催化加氢反应:foodstuffsOils,fats&waxesvitaminsmedicines,soap……Ni-basedcatalysts1909年7月2日:FritzHaber,利用还原过的Fe3O4为催化剂,在高压反应装置由N2和H2合成出大量的氨气(BASF工业化);1923年:BASF公司,建成合成气制备甲醇的工厂(400
8、C,200bar,Zn-CrOxides为催化剂);1937年:UnionCarbide公司,商业化银催化的乙烯环氧化制环氧乙烯;Late1930s:催化裂化(catalyticcracking)Fixed-bedcatalyticcrackingreactorsFluid-bed/Fluidizedcatalyticcracking(FCC)
