《催化劑工程導論（第三版）》是2015年化學工業出版社出版的圖書，作者是王尚弟、孫俊全、王正寶。全書共分10章。
基本介紹
- 書名：催化劑工程導論（第三版）
- 作者：王尚弟
孫俊全
王正寶 - ISBN：978-7-122-23668-5
- 類別：圖書
- 頁數：320頁
- 出版社：化學工業出版社
- 出版時間：2015年9月
- 裝幀：平裝
- 開本：16K 787×1092 1/16
內容簡介,目錄,
內容簡介
全書共分10章：工業催化劑概述，工業催化劑的製造方法，催化劑性能的評價、測試和表征，工業催化劑的開發，工業催化劑的製備設計，工業催化劑的操作設計，工業聚烯烴催化劑，納米催化材料，分子篩催化材料，若干催化劑的新進展。
本書可作為化學工程與工藝及相近專業的教材或教學參考書，亦可供有關工程技全催術人員閱讀參考。
目錄
第1章工業催化劑概述 / 1
1.1催化劑在國計民生中的作用1
1.1.1催化劑——化學工業的基石1
1.1.2合成氨及合成甲醇催化劑4
1.1.3催化劑與石油煉製及合成燃料工業6
1.1.4基礎無機化學工業用催恥樂迎員化劑7
1.1.5基本有機合成工業用催化劑7
1.1.6三大合成材料工業用催化劑9
1.1.7精細化工及專用化學品中的催化10
1.1.8催化劑在生物化工中的套用11
1.1.9催化劑在環境化工中的套用11
1.2催化術語和基本概念14
1.2.1催化劑和催化作用14
1.2.2催化劑的基本特性15
1.2.3催化劑的分類17
1.2.4催化劑的化學組成和物理結構19
1.2.5多相、均相和酶催化劑的功能特點26
1.2.6多相、均相和酶催化劑的同一性27
1.2.7新型催化劑展望29
參考文獻30
第2章工業催化劑的制再檔淋殃造方法 / 32
2.1沉澱法33
2.1.1沉澱法的戒判籃分類33
2.1.2沉澱操作的原理和技術要點35
2.1.3沉澱法催化劑製備實例41
2.2浸漬法42
2.2.1各類浸漬法的原理及操作43
2.2.2浸墊厚提漬法催化劑製備實例45
2.3混合法47
2.3.1固體磷辨元閥酸催化劑的製備（濕混法）47
2.3.2轉化吸收型鋅錳系脫硫劑的製備（乾混法）47
2.4熱熔融法48
2.4.1用於合成氨的熔鐵催化劑48
2.4.2骨架鎳催化劑48
2.4.3粉體骨架鈷催化劑49
2.4.4骨架銅催化劑49
2.5離子交換法49
2.5.1由無機離子交換劑製備催化劑50
2.5.2由離子交換樹脂製備催化劑54
2.6催化劑的成型55
2.6.1成型與成型工藝概述55
2.6.2幾種重要的成型方法58
2.7典型工業催化劑製備方法實例61
例2-1工業合成氨鐵系催化劑的製備62
例2-2新型合成甲醇銅系催化劑及其製備方法63
例2-3一種作催化劑載體用氧化鋁的製備方法64
例2-4丙烯氨氧化生產丙烯腈流化床催化劑65
例2-5鉑錸重整催化劑的製備方法65
例2-6高活性鈀/碳催化劑的製備布法67
參考文獻68
第3章催化劑性能的評價、測試和表征 / 70
3.1概述70
3.2活性評價和動力學研究71
3.2.1活性的測定與表示方法71
3.2.2動力學研究的意義和作用73
3.2.3實驗室反應器74
3.2.4評價與動力學試驗的流程和方法80
3.2.5催化劑評價和動力學研究典型實例83
例3-1淨化汽車尾氣用蜂窩狀催化劑活性評價83
例3-2在Pt-Sn/Al2O3催化劑上丙烷脫氫反應動力學83
3.3催化劑的巨觀物理性質測定87
3.3.1顆粒直徑及粒徑分布87
3.3.2機械強度測定91
3.3.3催化劑的抗毒穩定性及其測定93
3.3.4比表面積測定與孔結構表征93
3.4催化劑微觀(本體)性質的測定和表征101
3.4.1電子顯微鏡在催化劑研究中的套用101
3.4.2X射線結構分析在催化劑研究中的套用103
3.4.3熱分析技術在催化劑研究中的套用106
3.4.4催化劑表面性質和活性位性質的研究110
3.5若干近代物理方法在催化劑表征中的套用115
3.5.1電子探針分析115
3.5.2X射線光電子能譜(XPS)116
3.5.3俄歇(Auger)電子能譜(AES)116
3.5.4穆斯堡爾(Mssbauer)譜116
3.5.5磁性分析及順磁共振116
3.5.6紅外光譜117
3.5.7各種近代物理手段與微型催化色(質)譜技術的聯用117
3.5.8中試裝置-表面分析系統的聯用118
參考文獻118
第4章工業催化劑的開發 / 120
4.1概述120
4.2實驗室工作122
4.2.1資料準備122
4.2.2催化劑參考樣品的剖析122
例4-1ICI 46-1/46-4催化劑的剖析123
4.2.3配方篩選129
4.2.4催化劑開發典型小試實例130
例4-2國產輕油水蒸氣轉化鎳系催化劑小試結果130
例4-3國產新型耐硫CO變換催化劑的穩定性試驗133
例4-4丙烯氧化制丙酮四元催化劑的工藝條件試驗135
例4-5丁烯氧化脫氫制丁二烯七組分催化劑的非正常操作條件幾潤跨試驗137
4.3擴大試驗137
4.3.1中型製備試驗137
4.3.2中型評價試驗139
例4-6英國ICI公司的石腦油轉化催化劑中型試驗140
例4-7國產茂金屬催化劑APE-1氣相法聚乙烯中試研究142
例4-8國產輕油水蒸氣轉化催化劑中型試驗145
例4-9CO選擇氧化催化劑側流試驗147
4.4新型催化劑的工業生產、試用和換代開發148
例4-10輕油水蒸氣轉化催化劑裝管試驗149
例4-11國產耐硫變換催化劑的工業試用和換代開發150
例4-12國產環氧乙烷生產用YS系列銀催化劑的套用和換代
開發153
參考文獻154
第5章工業催化劑的製備設計 / 155
5.1組分設計與驗證性篩選155
例5-1加氫催化劑的篩選156
5.2催化劑原材料的選擇157
5.2.1可供選擇的催化劑材料157
5.2.2主催化劑的選擇159
5.2.3助催化劑的選擇166
5.2.4載體的選擇169
參考文獻175
第6章工業催化劑的操作設計 / 176
6.1操作設計概念176
6.2一般操作經驗177
6.2.1催化劑的運輸和裝卸177
例6-1天然氣一段蒸汽轉化催化劑的裝填179
6.2.2催化劑的活化、鈍化和其他預處理179
例6-2國產鐵-鉻系CO中溫變換催化劑的活化182
6.2.3催化劑的失活與中毒183
例6-3國產甲烷化催化劑硫中毒試驗184
例6-4天然氣水蒸氣轉化催化劑的中毒及再生185
6.2.4積碳與燒碳185
6.2.5催化劑的壽命和判廢187
6.2.6催化劑衰退的一般對策188
6.3使用技術中的若干選擇與最佳化問題189
6.3.1催化劑類型和牌號的選擇189
6.3.2催化劑形狀尺寸的選擇和最佳化190
6.3.3催化劑組合裝填與串聯反應器194
6.3.4催化反應器的人為非定態操作197
6.4電子計算機輔助催化劑操作設計198
6.4.1物理化學基礎199
6.4.2數學模型與數學模擬方法201
6.4.3催化劑操作設計案例203
例6-5乙烯環氧化制環氧乙烷催化反應模擬203
例6-6乙苯脫氫反應器的人工神經元網路模型及其工況模擬與
最佳化206
參考文獻207
第7章工業聚烯烴催化劑 / 208
7.1引言208
7.2配位聚合機理及其催化劑製備210
7.2.1概述210
7.2.2極性單體的配位聚合211
例7-1正丁基鋰催化劑的製備212
7.2.3π-烯丙基化合物引發聚合212
例7-2雙（π-烯丙基）鎳（C6H10Ni）催化劑的製備214
例7-3雙-μ-溴二（烯丙基）二鎳（C6H10NiBr2）催化劑的製備214
7.3Ziegler-Natta催化劑214
7.3.1Ziegler催化劑和Natta催化劑概述214
7.3.2Ziegler-Natta催化劑的主要化學組分215
7.3.3TiCl3-AlEt3催化丙烯聚合速率方程223
7.3.4丙烯配位聚合反應機理225
7.3.5高效催化劑227
7.3.6聚合物的立構規整性230
7.4鉻系催化劑231
7.4.1催化反應原理232
7.4.2聚合實例235
7.5茂金屬催化劑235
7.5.1茂金屬及其特點235
7.5.2甲基鋁氧烷(MAO)236
7.5.3茂金屬催化劑的分類及特點237
7.6後過渡金屬非茂催化劑247
7.6.1Ni(Ⅱ)和Pd(Ⅱ)及其後過渡金屬催化劑的結構與活化反應248
7.6.2後過渡金屬催化的烯烴聚合反應248
7.6.3後過渡金屬催化乙烯與CO共聚反應250
7.6.4後過渡金屬催化劑的特點251
參考文獻251
第8章納米催化材料 / 253
8.1概述253
8.2納米催化材料的製備方法256
8.2.1化學氣相澱積法CVD256
8.2.2溶膠-凝膠（Sol-Gel）法258
8.2.3水熱合成法259
8.2.4微乳液法259
8.2.5介孔膜催化材料的製法261
8.2.6碳納米管的性能和製法262
8.2.7其他263
8.3測試表征要點264
8.4研發案例述評266
例8-1TiCl4水解制納米氧化鈦粉體266
例8-2用四氯化鈦醇解法製備TiO2納米粉體266
例8-3納米TiO2微球的製備及光催化性能研究267
例8-4納米TiO2薄膜光催化降解苯胺268
例8-5在納米Cu-ZnO上仲丁醇的催化脫氫269
例8-6含納米粉體的乙苯脫氫制苯乙烯催化劑272
例8-7膠體沉澱法製備納米Fe2O3273
例8-8粒徑和紫外吸收波長可控的氧化鋅納米晶製法274
例8-9採用微乳液法生產透明氧化鐵顏料的方法276
參考文獻277
第9章分子篩催化材料 / 279
9.1新型分子篩催化材料的套用279
9.1.1ZSM-5和擇形分子篩279
9.1.2分子篩的酸性283
9.1.3分子篩的同形替代材料283
9.1.4金屬摻雜分子篩285
9.1.5分子篩催化劑的套用286
9.2新型分子篩催化劑的設計、開發及套用288
例9-1一種高矽鋁比小晶粒NaY分子篩的製備方法289
例9-2一種高矽鋁比的小晶粒ZSM-5沸石分子篩的合成方法291
例9-3納米尺寸絲光沸石的合成方法292
例9-4ZSM-5分子篩的新合成方法293
例9-5SAPO-11分子篩催化丁烯異構化反應的研究294
例9-6由甲醇生產低碳烯烴的方法及其催化劑298
參考文獻301
第10章若干催化劑的新進展 / 302
10.1均相配合物催化劑的套用302
10.1.1羰基化反應及其催化劑303
例10-1以丙烯為原料的OXO合成304
例10-2甲醇羰基合成制醋酸306
例10-3Wacker法乙烯選擇氧化制乙醛306
10.1.2不對稱加氫：Monsanto L-多巴過程307
10.1.3SHOP法乙烯低聚309
10.2環境保護用催化劑310
10.3前沿的催化過程和催化劑開發趨向314
10.3.1均相催化314
10.3.2多相催化315
10.3.3相轉移催化317
10.3.4酶催化在化工中的套用318
參考文獻320
參考文獻68
第3章催化劑性能的評價、測試和表征 / 70
3.1概述70
3.2活性評價和動力學研究71
3.2.1活性的測定與表示方法71
3.2.2動力學研究的意義和作用73
3.2.3實驗室反應器74
3.2.4評價與動力學試驗的流程和方法80
3.2.5催化劑評價和動力學研究典型實例83
例3-1淨化汽車尾氣用蜂窩狀催化劑活性評價83
例3-2在Pt-Sn/Al2O3催化劑上丙烷脫氫反應動力學83
3.3催化劑的巨觀物理性質測定87
3.3.1顆粒直徑及粒徑分布87
3.3.2機械強度測定91
3.3.3催化劑的抗毒穩定性及其測定93
3.3.4比表面積測定與孔結構表征93
3.4催化劑微觀(本體)性質的測定和表征101
3.4.1電子顯微鏡在催化劑研究中的套用101
3.4.2X射線結構分析在催化劑研究中的套用103
3.4.3熱分析技術在催化劑研究中的套用106
3.4.4催化劑表面性質和活性位性質的研究110
3.5若干近代物理方法在催化劑表征中的套用115
3.5.1電子探針分析115
3.5.2X射線光電子能譜(XPS)116
3.5.3俄歇(Auger)電子能譜(AES)116
3.5.4穆斯堡爾(Mssbauer)譜116
3.5.5磁性分析及順磁共振116
3.5.6紅外光譜117
3.5.7各種近代物理手段與微型催化色(質)譜技術的聯用117
3.5.8中試裝置-表面分析系統的聯用118
參考文獻118
第4章工業催化劑的開發 / 120
4.1概述120
4.2實驗室工作122
4.2.1資料準備122
4.2.2催化劑參考樣品的剖析122
例4-1ICI 46-1/46-4催化劑的剖析123
4.2.3配方篩選129
4.2.4催化劑開發典型小試實例130
例4-2國產輕油水蒸氣轉化鎳系催化劑小試結果130
例4-3國產新型耐硫CO變換催化劑的穩定性試驗133
例4-4丙烯氧化制丙酮四元催化劑的工藝條件試驗135
例4-5丁烯氧化脫氫制丁二烯七組分催化劑的非正常操作條件試驗137
4.3擴大試驗137
4.3.1中型製備試驗137
4.3.2中型評價試驗139
例4-6英國ICI公司的石腦油轉化催化劑中型試驗140
例4-7國產茂金屬催化劑APE-1氣相法聚乙烯中試研究142
例4-8國產輕油水蒸氣轉化催化劑中型試驗145
例4-9CO選擇氧化催化劑側流試驗147
4.4新型催化劑的工業生產、試用和換代開發148
例4-10輕油水蒸氣轉化催化劑裝管試驗149
例4-11國產耐硫變換催化劑的工業試用和換代開發150
例4-12國產環氧乙烷生產用YS系列銀催化劑的套用和換代
開發153
參考文獻154
第5章工業催化劑的製備設計 / 155
5.1組分設計與驗證性篩選155
例5-1加氫催化劑的篩選156
5.2催化劑原材料的選擇157
5.2.1可供選擇的催化劑材料157
5.2.2主催化劑的選擇159
5.2.3助催化劑的選擇166
5.2.4載體的選擇169
參考文獻175
第6章工業催化劑的操作設計 / 176
6.1操作設計概念176
6.2一般操作經驗177
6.2.1催化劑的運輸和裝卸177
例6-1天然氣一段蒸汽轉化催化劑的裝填179
6.2.2催化劑的活化、鈍化和其他預處理179
例6-2國產鐵-鉻系CO中溫變換催化劑的活化182
6.2.3催化劑的失活與中毒183
例6-3國產甲烷化催化劑硫中毒試驗184
例6-4天然氣水蒸氣轉化催化劑的中毒及再生185
6.2.4積碳與燒碳185
6.2.5催化劑的壽命和判廢187
6.2.6催化劑衰退的一般對策188
6.3使用技術中的若干選擇與最佳化問題189
6.3.1催化劑類型和牌號的選擇189
6.3.2催化劑形狀尺寸的選擇和最佳化190
6.3.3催化劑組合裝填與串聯反應器194
6.3.4催化反應器的人為非定態操作197
6.4電子計算機輔助催化劑操作設計198
6.4.1物理化學基礎199
6.4.2數學模型與數學模擬方法201
6.4.3催化劑操作設計案例203
例6-5乙烯環氧化制環氧乙烷催化反應模擬203
例6-6乙苯脫氫反應器的人工神經元網路模型及其工況模擬與
最佳化206
參考文獻207
第7章工業聚烯烴催化劑 / 208
7.1引言208
7.2配位聚合機理及其催化劑製備210
7.2.1概述210
7.2.2極性單體的配位聚合211
例7-1正丁基鋰催化劑的製備212
7.2.3π-烯丙基化合物引發聚合212
例7-2雙（π-烯丙基）鎳（C6H10Ni）催化劑的製備214
例7-3雙-μ-溴二（烯丙基）二鎳（C6H10NiBr2）催化劑的製備214
7.3Ziegler-Natta催化劑214
7.3.1Ziegler催化劑和Natta催化劑概述214
7.3.2Ziegler-Natta催化劑的主要化學組分215
7.3.3TiCl3-AlEt3催化丙烯聚合速率方程223
7.3.4丙烯配位聚合反應機理225
7.3.5高效催化劑227
7.3.6聚合物的立構規整性230
7.4鉻系催化劑231
7.4.1催化反應原理232
7.4.2聚合實例235
7.5茂金屬催化劑235
7.5.1茂金屬及其特點235
7.5.2甲基鋁氧烷(MAO)236
7.5.3茂金屬催化劑的分類及特點237
7.6後過渡金屬非茂催化劑247
7.6.1Ni(Ⅱ)和Pd(Ⅱ)及其後過渡金屬催化劑的結構與活化反應248
7.6.2後過渡金屬催化的烯烴聚合反應248
7.6.3後過渡金屬催化乙烯與CO共聚反應250
7.6.4後過渡金屬催化劑的特點251
參考文獻251
第8章納米催化材料 / 253
8.1概述253
8.2納米催化材料的製備方法256
8.2.1化學氣相澱積法CVD256
8.2.2溶膠-凝膠（Sol-Gel）法258
8.2.3水熱合成法259
8.2.4微乳液法259
8.2.5介孔膜催化材料的製法261
8.2.6碳納米管的性能和製法262
8.2.7其他263
8.3測試表征要點264
8.4研發案例述評266
例8-1TiCl4水解制納米氧化鈦粉體266
例8-2用四氯化鈦醇解法製備TiO2納米粉體266
例8-3納米TiO2微球的製備及光催化性能研究267
例8-4納米TiO2薄膜光催化降解苯胺268
例8-5在納米Cu-ZnO上仲丁醇的催化脫氫269
例8-6含納米粉體的乙苯脫氫制苯乙烯催化劑272
例8-7膠體沉澱法製備納米Fe2O3273
例8-8粒徑和紫外吸收波長可控的氧化鋅納米晶製法274
例8-9採用微乳液法生產透明氧化鐵顏料的方法276
參考文獻277
第9章分子篩催化材料 / 279
9.1新型分子篩催化材料的套用279
9.1.1ZSM-5和擇形分子篩279
9.1.2分子篩的酸性283
9.1.3分子篩的同形替代材料283
9.1.4金屬摻雜分子篩285
9.1.5分子篩催化劑的套用286
9.2新型分子篩催化劑的設計、開發及套用288
例9-1一種高矽鋁比小晶粒NaY分子篩的製備方法289
例9-2一種高矽鋁比的小晶粒ZSM-5沸石分子篩的合成方法291
例9-3納米尺寸絲光沸石的合成方法292
例9-4ZSM-5分子篩的新合成方法293
例9-5SAPO-11分子篩催化丁烯異構化反應的研究294
例9-6由甲醇生產低碳烯烴的方法及其催化劑298
參考文獻301
第10章若干催化劑的新進展 / 302
10.1均相配合物催化劑的套用302
10.1.1羰基化反應及其催化劑303
例10-1以丙烯為原料的OXO合成304
例10-2甲醇羰基合成制醋酸306
例10-3Wacker法乙烯選擇氧化制乙醛306
10.1.2不對稱加氫：Monsanto L-多巴過程307
10.1.3SHOP法乙烯低聚309
10.2環境保護用催化劑310
10.3前沿的催化過程和催化劑開發趨向314
10.3.1均相催化314
10.3.2多相催化315
10.3.3相轉移催化317
10.3.4酶催化在化工中的套用318
參考文獻320
