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多相催化：基本原理与应用

作者: [爱尔兰] 朱利安 R.H.罗斯著 , 田野译 , 张立红译 , 赵宜成译 , 李永丹译

出版社: 化学工业出版社

出版时间: 2016-04

版次: 1

ISBN: 9787122246394

定价: 59.00

装帧: 平装

开本: 16开

纸张: 胶版纸

页数: 218页

字数: 230千字

正文语种: 简体中文

原版书名: Heterogeneous Catalysis:Fundamentals and Applications

分类: 工程技术

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75人买过

　　本书全面地讲述了多相催化的基础知识以及多种典型的工业催化剂应用案例，本书对多相催化的基础理论知识讲述非常全面。本书强调利用“引文索引”的学习方法，希望这样能引导读者得到更多关于科学研究前沿的知识。本书主要内容共分为八章：多相催化——二维上的化学；表面与吸附；催化剂是如何起到催化作用的；催化剂的制备；催化反应器与催化动力学测定；催化反应动力学与机理；大尺度催化反应器；催化反应举例。　　李永丹，天津大学化工学院，工业催化系主任、教授，工作经历：　　1989-1990: 天津大学化工系讲师；　　1990-1991: 荷兰 Twente大学化工系博士后研究员；　　1991-1992: 法国国家研究中心博士后研究员；　　1993: 天津大学化工系副教授；　　1994-今：天津大学化工学院催化科学与工程系教授;　　1997-今：工业催化学科负责人，催化科学与工程系主任。　　1999: 香港科技大学化工系客座教授。　　获得荣誉：　　2000年列入教育部跨世纪人才计划；　　2002年获国务院特殊津贴；　　2004年获天津市授衔专家；　　2004年列入7部委新世纪百千万人才计划层次；　　2004年获国家杰出青年科学基金；　　2006年教育部长江学者与创新团队发展计划“能源高效利用的化工反应分离集成技术研究”团队带头人；2007年教育部聘天津大学工业催化专业长江学者特聘教授；　　2007年获瑞士洛桑联邦工学院客座教授　　学术兼职：　　中国化学会催化专业委员会委员, 1998-；中国颗粒学会理事, 2000-；天津市石油化工分会理事, 1999-；《天然气化工》编委, 1994-；《分子催化》编委，2002－；《石油化工》编委, 2003-；《Catalysis Today》编委2005-；《燃料化学学报》编委，2005－；《Catalysis Today》副主编2009-；中国能源学会常务理事2009-；《Global Journal of Physical Chemistry》编委，2010-。第1 章　多相催化——二维化学                       1
1.1 引言                                3
1.2 催化的历史背景                           4
1.2.1 氨分解                             5
1.2.2 催化氧化                            5
1.2.3 Berzelius和催化概念                       6
1.2.4 第一个工业催化过程                       7
1.2.5 氨的合成                            8
1.2.6 烃的水蒸气重整                         12
1.2.7 催化基础研究                          13
第2 章　表面与吸附                            17
2.1 引言                                19
2.2 清洁的表面                             19
2.3 Langmuir对吸附的研究                        22
2.4 Langmuir等温线                           22
2.5 氢气的化学吸附                           25
2.6 复杂分子的化学吸附                         26
2.7 非均匀表面                             27
2.8 非平衡吸附                             28
2.9 吸附过程                              30
2.10 化学吸附的归纳                          34
2.11 物理吸附                             36
2.12 p/p°≥0.3时物理吸附等温线的特征                 41
第3 章　催化剂是如何工作的？                       45
3.1 引言                                47
3.2 催化过程                              47
3.2.1 双分子过程                           47
3.2.2 单分子过程                           50
3.2.3 催化过程的可逆性                        52
3.2.4 催化过程的选择性                        52
3.2.5 动力学和机理                          53
3.3 催化剂和催化活性位                         53
3.4 金属催化                              55
3.4.1 引言                              55
3.4.2 非负载金属催化剂                        57
3.4.3 负载型金属催化剂                        59
3.5 氧化物                               61
3.6 硫化物                               63
3.7 结论                                64
第4 章　催化剂的制备                           65
4.1 活性表面积和催化剂结构的重要性                   67
4.2 活性表面                              68
4.3 催化剂载体                             71
4.3.1 导论                              71
4.3.2 氧化铝(Al2O3)                         72
4.3.3 二氧化硅(SiO2)                         76
4.3.4 SiO2-Al2O3和沸石                        79
4.3.5 二氧化钛(TiO2)                         80
4.3.6 氧化锆(ZrO2)                          81
4.3.7 碳                               83
4.3.8 载体的“成型”                          83
4.4 负载型催化剂                            84
4.4.1 催化剂的浸渍                          84
4.4.2 共沉淀催化剂                          86
4.4.2.1 单离子沉淀                         86
4.4.2.2 几个物种在一起的沉淀: 共沉淀                87
4.4.2.3 尿素分解沉淀和共沉淀                    91
4.4.2.4 氨基配合物的分解                      93
4.5 催化剂表征                             93
4.5.1 化学组成                            93
4.5.2 相结构                             95
4.5.3 物理织构                            95
4.5.4 操作条件下的催化活性、选择性和稳定性              96
第5 章　催化反应器及催化反应动力学参数测量               97
5.1 引言                                99
5.2 静态反应器                            100
5.3 搅拌反应器与强制循环反应器                    103
5.3.1 搅拌反应器                          103
5.3.2 强制循环反应器                        104
5.4 流过式反应器                           106
5.5 流化床反应器                           110
5.6 脉冲反应器                            112
5.7 TAP反应器                            114
5.8 SSITKA                               116
5.9 “原位/Operando” 法                        117
5.10 微反应器法                            119
5.11 结论                               121
第6 章　催化反应动力学及反应机理                    123
6.1 引言                               125
6.2 单分子反应                            125
6.3 双分子反应———Langmuir-Hinshelwood动力学              129
6.4 双分子反应———Eley-Rideal动力学                   132
6.5 Mars-vanKrevelen机理                       132
6.6 反应动力学表达式的实例                      135
6.6.1 Langmuir方程及压力函数                    135
6.6.2 合成氨                            136
6.6.3 乙烷氢解                           138
6.6.4 甲烷化                            140
第7 章　大型催化反应器                         143
7.1 引言                               145
7.2 催化剂的形状                           145
7.2.1 压片                             145
7.2.2 挤出成型                           146
7.3 传质在催化反应中的重要性                     147
7.3.1 外扩散                            148
7.3.2 内扩散                            151
7.3.3 扩散限制对选择性的影响                    156
7.3.4 扩散限制对催化剂中毒的影响                  157
7.4 催化反应中的传热                         158
7.4.1 连续反应                           158
7.4.2 可逆反应                           160
7.4.3 可逆放热反应的反应器                     162
7.4.4 化学热管: “Adam 和Eva过程”                  165
第8 章　催化反应                            169
8.1 引言                               171
8.2 天然气催化转化                          171
8.2.1 天然气转化制合成气                      173
8.2.2 费托合成                           176
8.2.3 甲醇合成和甲醇重整                      180
8.2.4 甲醇转化为其他产品                      186
8.3 原油转化催化                           188
8.3.1 原油蒸馏和原料净化                      188
8.3.2 加氢处理                           191
8.3.3 轻质石脑油异构化                       194
8.3.4 重质石脑油重整                        195
8.3.5 流化催化裂化(FCC)                       196
8.4 石油化工产品和工业有机化学                    200
8.5 环境催化                             202
8.5.1 NOx 的选择性还原                       203
8.5.2 汽车尾气处理催化剂                      205
8.6 生物质催化转化                          212
8.7 结论                               218
内容简介:
　　本书全面地讲述了多相催化的基础知识以及多种典型的工业催化剂应用案例，本书对多相催化的基础理论知识讲述非常全面。本书强调利用“引文索引”的学习方法，希望这样能引导读者得到更多关于科学研究前沿的知识。本书主要内容共分为八章：多相催化——二维上的化学；表面与吸附；催化剂是如何起到催化作用的；催化剂的制备；催化反应器与催化动力学测定；催化反应动力学与机理；大尺度催化反应器；催化反应举例。
作者简介:
　　李永丹，天津大学化工学院，工业催化系主任、教授，工作经历：　　1989-1990: 天津大学化工系讲师；　　1990-1991: 荷兰 Twente大学化工系博士后研究员；　　1991-1992: 法国国家研究中心博士后研究员；　　1993: 天津大学化工系副教授；　　1994-今：天津大学化工学院催化科学与工程系教授;　　1997-今：工业催化学科负责人，催化科学与工程系主任。　　1999: 香港科技大学化工系客座教授。　　获得荣誉：　　2000年列入教育部跨世纪人才计划；　　2002年获国务院特殊津贴；　　2004年获天津市授衔专家；　　2004年列入7部委新世纪百千万人才计划层次；　　2004年获国家杰出青年科学基金；　　2006年教育部长江学者与创新团队发展计划“能源高效利用的化工反应分离集成技术研究”团队带头人；2007年教育部聘天津大学工业催化专业长江学者特聘教授；　　2007年获瑞士洛桑联邦工学院客座教授　　学术兼职：　　中国化学会催化专业委员会委员, 1998-；中国颗粒学会理事, 2000-；天津市石油化工分会理事, 1999-；《天然气化工》编委, 1994-；《分子催化》编委，2002－；《石油化工》编委, 2003-；《Catalysis Today》编委2005-；《燃料化学学报》编委，2005－；《Catalysis Today》副主编2009-；中国能源学会常务理事2009-；《Global Journal of Physical Chemistry》编委，2010-。
目录:
第1 章　多相催化——二维化学                       1
1.1 引言                                3
1.2 催化的历史背景                           4
1.2.1 氨分解                             5
1.2.2 催化氧化                            5
1.2.3 Berzelius和催化概念                       6
1.2.4 第一个工业催化过程                       7
1.2.5 氨的合成                            8
1.2.6 烃的水蒸气重整                         12
1.2.7 催化基础研究                          13
第2 章　表面与吸附                            17
2.1 引言                                19
2.2 清洁的表面                             19
2.3 Langmuir对吸附的研究                        22
2.4 Langmuir等温线                           22
2.5 氢气的化学吸附                           25
2.6 复杂分子的化学吸附                         26
2.7 非均匀表面                             27
2.8 非平衡吸附                             28
2.9 吸附过程                              30
2.10 化学吸附的归纳                          34
2.11 物理吸附                             36
2.12 p/p°≥0.3时物理吸附等温线的特征                 41
第3 章　催化剂是如何工作的？                       45
3.1 引言                                47
3.2 催化过程                              47
3.2.1 双分子过程                           47
3.2.2 单分子过程                           50
3.2.3 催化过程的可逆性                        52
3.2.4 催化过程的选择性                        52
3.2.5 动力学和机理                          53
3.3 催化剂和催化活性位                         53
3.4 金属催化                              55
3.4.1 引言                              55
3.4.2 非负载金属催化剂                        57
3.4.3 负载型金属催化剂                        59
3.5 氧化物                               61
3.6 硫化物                               63
3.7 结论                                64
第4 章　催化剂的制备                           65
4.1 活性表面积和催化剂结构的重要性                   67
4.2 活性表面                              68
4.3 催化剂载体                             71
4.3.1 导论                              71
4.3.2 氧化铝(Al2O3)                         72
4.3.3 二氧化硅(SiO2)                         76
4.3.4 SiO2-Al2O3和沸石                        79
4.3.5 二氧化钛(TiO2)                         80
4.3.6 氧化锆(ZrO2)                          81
4.3.7 碳                               83
4.3.8 载体的“成型”                          83
4.4 负载型催化剂                            84
4.4.1 催化剂的浸渍                          84
4.4.2 共沉淀催化剂                          86
4.4.2.1 单离子沉淀                         86
4.4.2.2 几个物种在一起的沉淀: 共沉淀                87
4.4.2.3 尿素分解沉淀和共沉淀                    91
4.4.2.4 氨基配合物的分解                      93
4.5 催化剂表征                             93
4.5.1 化学组成                            93
4.5.2 相结构                             95
4.5.3 物理织构                            95
4.5.4 操作条件下的催化活性、选择性和稳定性              96
第5 章　催化反应器及催化反应动力学参数测量               97
5.1 引言                                99
5.2 静态反应器                            100
5.3 搅拌反应器与强制循环反应器                    103
5.3.1 搅拌反应器                          103
5.3.2 强制循环反应器                        104
5.4 流过式反应器                           106
5.5 流化床反应器                           110
5.6 脉冲反应器                            112
5.7 TAP反应器                            114
5.8 SSITKA                               116
5.9 “原位/Operando” 法                        117
5.10 微反应器法                            119
5.11 结论                               121
第6 章　催化反应动力学及反应机理                    123
6.1 引言                               125
6.2 单分子反应                            125
6.3 双分子反应———Langmuir-Hinshelwood动力学              129
6.4 双分子反应———Eley-Rideal动力学                   132
6.5 Mars-vanKrevelen机理                       132
6.6 反应动力学表达式的实例                      135
6.6.1 Langmuir方程及压力函数                    135
6.6.2 合成氨                            136
6.6.3 乙烷氢解                           138
6.6.4 甲烷化                            140
第7 章　大型催化反应器                         143
7.1 引言                               145
7.2 催化剂的形状                           145
7.2.1 压片                             145
7.2.2 挤出成型                           146
7.3 传质在催化反应中的重要性                     147
7.3.1 外扩散                            148
7.3.2 内扩散                            151
7.3.3 扩散限制对选择性的影响                    156
7.3.4 扩散限制对催化剂中毒的影响                  157
7.4 催化反应中的传热                         158
7.4.1 连续反应                           158
7.4.2 可逆反应                           160
7.4.3 可逆放热反应的反应器                     162
7.4.4 化学热管: “Adam 和Eva过程”                  165
第8 章　催化反应                            169
8.1 引言                               171
8.2 天然气催化转化                          171
8.2.1 天然气转化制合成气                      173
8.2.2 费托合成                           176
8.2.3 甲醇合成和甲醇重整                      180
8.2.4 甲醇转化为其他产品                      186
8.3 原油转化催化                           188
8.3.1 原油蒸馏和原料净化                      188
8.3.2 加氢处理                           191
8.3.3 轻质石脑油异构化                       194
8.3.4 重质石脑油重整                        195
8.3.5 流化催化裂化(FCC)                       196
8.4 石油化工产品和工业有机化学                    200
8.5 环境催化                             202
8.5.1 NOx 的选择性还原                       203
8.5.2 汽车尾气处理催化剂                      205
8.6 生物质催化转化                          212
8.7 结论                               218

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多相催化：基本原理与应用

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