固體催化劑製備原理與技術

《固體催化劑製備原理與技術》是2012年化學工業出版社出版的圖書。

基本介紹

• 書名：固體催化劑製備原理與技術
• ISBN：9787122147165
• 頁數：503
• 定價：128.00元
• 出版社：化學工業出版社
• 出版時間：2012-11

內容簡介

催化劑是催化過程的核心，而催化劑製備則是獲得高效催化劑的關鍵。《固體催化劑製備原理與技術》對固體催化劑製備的科學原理和物理化學基礎以及技術進行了梳理和歸納，目的是使催化劑製備能夠向科學化、系統化前進一步。對本體催化劑和載體的製備原理以金屬離子在水溶劑中的行為以及它們之間不同的相互作用為中心，分別在金屬氧化物類、沸石分子篩類和其他類本體催化劑和載體製備章節中系統論述；而對負載催化劑的製備則以活性物種前身物與載體表面的各類相互作用為主線，詳細討論催化活性物種前身物在固體表面的富集、在結構表面的沉積和薄膜催化劑製備。最後討論固體催化劑製備的一些共同性技術，即製備單元操作，包括基本單元操作、通用單元操作、活化單元操作和成型單元操作。

編輯推薦

《固體催化劑製備原理與技術》可作為高等學校化學化工、材料能源及相關專業高年級本科生、研究生和教師的重要參考書以及教材，更是從事燃料、化學化工產品生產、新產品及催化劑研發和設計的廣大科技人員、工程師和管理人員的重要參考書。

目錄

第1章緒論
1.1催化劑催化過程與國民經濟
1.2催化與化學化工過程的綠色和低碳化
1.2.1持續發展與綠色化學
1.2.2精細化學品合成的綠色化
1.2.3催化與低碳化
1.2.4催化與環境
1.3催化劑和催化過程
1.3.1催化劑和催化過程的發展
1.3.2固體催化劑的一些重要性質
1.4固體催化劑的分類
1.5催化劑製備中的主要操作
1.6催化材料與工業套用的催化劑
1.7本書的思路
參考文獻
第Ⅰ部分本體催化劑和載體製備科學原理
第2章金屬氧化物類
2.1引言
2.1.1溶度積
2.1.2部分電荷模型
2.2水溶液中金屬陽離子
2.2.1金屬鹽在水中的溶解
2.2.2金屬陽離子的水解
2.2.3 Si的水解
2.2.4 AI的水解
2.2.5 V、Mo（Ⅵ）、W的水解
2.3金屬離子的沉澱和共沉澱
2.3.1引言
2.3.2沉澱
2.3.3共沉澱
2.3.4沉積—沉澱
2.4水解產物—羥基化前身物的縮聚
2.4.1羥聚作用
2.4.2氧橋合作用
2.4.3 A1（Ⅲ）的縮聚
2.4.4 Si（Ⅳ）的縮聚
2.4.5 V（Ⅴ）的縮聚
2.4.6鉬酸鹽的製備化學
2.4.7 V/P/O混合氧化物的製備化學
2.5絡合和化學控制縮聚
2.5.1絡合作用和化學混合
2.5.2陽離子前身物的絡合作用
2.5.3 Zr（Ⅳ）前身物的絡合和縮聚
2.6膠化和凝聚
2.6.1膠化
2.6.2矽膠製備中的膠化過程
2.7超高純金屬氧化物載體的製備
2.7.1氧化鋁
2.7.2熔融鋁的浸煮
2.7.3用鋁和氯化鋁製造氧化鋁
2.7.4揮發性鹽類的熱分解
2.8經典的結晶理論
2.8.1經典成核理論
2.8.2成核研究的結果
2.9元機納米晶體的大小和形狀的控制
2.9.1引言
2.9.2表面活性劑自裝配膠體溶液的結構和使用
2.9.3納米晶體大小的控制
2.9.4影響納米晶體形狀控制的因素
2.10更高階構造的自組裝和雜化納米結構的轉化
2.10.1引言

2102成核和晶體生長的動力學控制85

2103晶體生長的聚集媒介路徑87

2104介觀尺度上納米粒子鏈的自裝配90

2105介觀尺度轉換和突變納米結構91

2106生物礦化中的介觀尺度轉化和母體媒介成核96

2107總結和展望98

參考文獻98

第3章沸石分子篩類101

31引言101

311沸石分子篩的一般介紹103

312沸石分子篩的分類104

313微孔沸石分子篩的一般孔道結構106

314沸石分子篩合成的簡要發展歷史108

315沸石分子篩的物理化學性質108

316沸石分子篩的套用109

32常規沸石的合成和無機陽離子114

321常規沸石分子篩的水熱合成114

322A型沸石分子篩的合成117

323X型沸石分子篩的合成117

324Y型沸石分子篩的合成117

325製備合成條件控制118

326沸石分子篩合成有關問題的詳細討論118

33有機陽離子和高矽沸石分子篩的水熱合成122

331有機模板劑（結構導向劑）122

332ZSM5沸石分子篩123

333ZSM5的純無機合成126

334沸石β合成126

335有機結構導向劑的作用127

34沸石分子篩構架元素的替換128

341引言128

342替換矽元素——磷鋁類分子篩的合成129

343有機陽離子替換無機陽離子——高矽和全矽沸石的合成130

344F-替代羥基離子OH-（非氫氧化物礦物化試劑）130

345矽和/或鋁的部分替代——雜原子分子篩的合成131

346無水合成——分子篩的“乾”合成或氣相合成131

347水溶劑被替代——非水溶劑合成133

348沸石晶體間的轉化——沸石轉晶合成133

349種子晶體的使用136

35沸石分子篩的二次合成137

351引言137

352沸石的陽離子交換改性138

353沸石的脫鋁改性139

354化學法脫鋁補矽140

355沸石骨架雜原子的同晶置換140

356沸石分子篩的表面修飾141

36沸石分子篩合成機理介紹141

361沸石合成機理簡介141

362沸石體系中的成核機理145

363晶體生長機理147

37沸石合成過程模型化進展149

371合成反應的數學模型149

372分子模擬151

373分子力學計算基礎152

374Monte Carlo 拓撲的套用152

375密度函式理論153

376模擬計算中的一些問題154

377量子力學方法154

378沸石結晶動力學介紹155

38表面活性劑水溶液162

381引言162

382表面活性劑水體系162

383表面活性劑囊泡體系的相轉變166

384高分子表面活性劑的溶液性能168

39介孔材料（分子篩）水熱合成169

391引言169

392介孔結構材料合成方法169

393介孔氧化矽和矽鋁酸鹽的合成170

394介孔金屬矽酸鹽的合成172

395介孔結構金屬氧化物的合成173

396介孔材料製備的發展趨勢173

310有序介孔材料形成機理173

3101介孔矽材料的合成機理173

3102非矽基材料合成機理177

參考文獻179

第4章其他類181

41生產活性炭載體的原料181

42含碳原料的碳化（熱解）和活化184

421熱加工工藝184

422化學活化工藝188

423氯化鋅工藝190

424磷酸工藝190

425硫化鉀工藝190

426工藝參數對活性炭性質的影響191

43結構型活性炭的製備192

431碳蜂窩獨居石192

432集成或整體碳蜂窩獨居石的製備193

433活性炭纖維載體的製備196

434環境催化套用196

44結構陶瓷和結構金屬載體的製備197

441引言197

442結構陶瓷獨居石197

443陶瓷獨居石載體的製備199

444低比表面積陶瓷獨居石載體201

445高比表面積陶瓷獨居石載體203

446整體獨居石催化劑205

447結構金屬載體206

45纖維催化劑及載體210

451引言210

452纖維材料和纖維催化材料製備212

453纖維結構的幾何性質216

454纖維和布催化劑的套用217

46Raney型金屬催化劑220

461引言220

462Raney型金屬的製備220

463Raney鎳催化劑種類222

464不同Raney鎳催化劑的比較223

47熔鐵催化劑的製備224

471製備化學224

472凝固和冷卻速率的影響225

473氨合成熔鐵催化劑的預還原225

48非晶態合金催化劑製備226

481引言226

482快速冷卻法227

483化學還原法228

484浸漬還原法230

485化學還原法的改進231

486膠態金屬的製備232

49製備本體催化劑和載體的其他方法232

491高溫陶瓷法232

492氮化物和碳化物的製備233

493高分子離子交換樹脂234

參考文獻237

第Ⅱ部分負載催化劑製備的物理化學基礎

第5章催化活性物種在表面的富集242

51引言242

511載體在浸漬液中的行為245

512活性組分前身物在水溶液中的行為250

513溶液中活性組分前身物種與載體表面的相互作用252

52載體的選擇252

53弱相互作用的富集及其轉化254

531等體積浸漬法254

532氣相前身物在載體表面的沉積和富集255

533吸附或沉積前身物在載體表面的再分散256

534催化活性物種的富集或沉積257

535浸漬259

536均勻富集或沉積260

54界面靜電相互作用263

541靜電相互作用263

542分子工程製備方法265

55離子交換266

56接枝作用化學鍵合268

561水溶液中的配體取代：通過羥基相互作用接枝268

562有機介質中的配體取代270

57均相催化劑固載化技術270

571有機金屬化合物的固載化271

572手性合成催化劑的固載化272

573生物催化劑的固載技術273

參考文獻274

第6章催化活性物種在結構表面的沉積277

61概述277

62結構表面的預處理技術281

621陽極氧化282

622熱氧化282

623化學處理283

63液相塗層技術283

631懸浮塗漬283

632溶膠凝膠沉積284

633懸浮和溶膠凝膠組合技術284

634懸浮、溶膠凝膠和組合技術比較285

635電泳沉積286

636電化學沉積和化學鍍286

637浸漬287

64在結構表面沉積的其他技術287

641化學氣相沉積287

642物理氣相沉積（PVD）288

65不同技術獲得結果的比較289

66在不同基質上沸石的合成290

67碳載體在結構表面的沉積293

671引言293

672碳塗層蜂窩獨居石293

673在陶瓷表面的沉積296

674在金屬表面的沉積297

675環境套用297

68陶瓷蜂窩獨居石載體上的沉積299

681引言299

682獨居石結構300

683獨居石催化劑的製備301

69金屬蜂窩獨居石載體上的沉積307

691金屬基質308

692表面處理和催化塗層309

693獨居石金屬基質上塗層的黏結性310

694陽極氧化製備技術311

參考文獻312

第7章薄膜催化劑315

71概述315

711“簡單”吸著擴散膜315

712“複合”吸著擴散膜317

713離子傳導膜317

72金屬氧化物和陶瓷薄膜製備技術一般介紹318

73金屬氧化物薄膜的液相低溫製備技術324

731 引言324

732主要技術325

733主要的改進技術328

74微孔薄膜的製備330

741引言330

742微孔無機膜330

75沸石膜的製備334

751引言334

752沸石膜製備概念334

753評價膜質量的單一組分滲透和混合物分離336

754MFI沸石膜層的性能338

76在結構表面沉積沸石膜339

761在含沸石漿液中浸泡塗層陶瓷獨居石339

762在陶瓷獨居石上原位合成341

77緻密透氧膜和透氫膜342

771離子傳輸膜342

772緻密合金膜348

78微孔無機膜中的滲透353

781沸石膜中氣體的分離353

782微孔無機膜的套用356

783產業化的障礙和困難356

參考文獻357

第Ⅲ部分固體催化劑製備單元操作

第8章基本單元操作362

81概述362

82沉澱363

821影響沉澱的主要參數或操作變數364

822沉澱設備365

823膠體沉澱366

83共沉澱和絡合沉澱368

831共沉澱368

832絡合沉澱369

84沉積或吸附沉澱370

841沉積沉澱370

842吸附沉澱371

843再洗滌和離子交換371

85浸漬372

851引言372

852載體的選擇373

853浸漬操作和設備374

86塗漬379

861沉澱沉積379

862錨定塗層或洗滌塗層380

863塗漬設備380

87水熱結晶操作381

871沸石分子篩的晶化合成382

872水熱晶化操作的設備383

873水熱合成的例子：ZSM5沸石

催化劑的製備383

參考文獻384

第9章通用單元操作387

91傾析、過濾和洗滌387

92傾析、過濾和洗滌設備388

921實驗室設備389

922工業過濾設備389

93乾燥398

931乾燥設備和裝置400

932工廠製備用乾燥設備401

94混煉、混合、破碎、粉碎、篩分和漿液輸送409

941混煉409

942混合409

943破碎、粉碎和篩分410

944溶液和漿液的輸送412

95超臨界乾燥414

951引言414

952超臨界製備原理414

953超臨界乾燥設備415

954影響超臨界乾燥的主要因素415

955超細粒子催化劑的套用425

參考文獻429

第10章活化操作432

101概述432

102焙燒或煅燒活化432

1021熱分解反應433

1022焙燒導致的固相反應433

1023晶型轉化434

1024V/Ti/O混合氧化物的化學製備435

1025V/P/O混合氧化物催化劑的焙燒活化脫水439

1026 V/P/O混合氧化物活化/老化程式439

1027燒結440

103焙燒用設備441

1031實驗室焙燒用設備441

1032工業用焙燒設備442

104焙燒實例446

1041鋁凝膠的焙燒446

1042沸石分子篩的焙燒447

105碳化料的高溫活化制活性炭450

1051活化操作450

1052碳活化的設備450

1053活性炭製備的其他操作455

106還原和硫化456

1061引言456

1062本體金屬（或多金屬）催化劑的還原過程457

1063氨合成催化劑的還原459

1064合成氣加氫催化劑的還原461

1065負載加氫催化劑的還原467

1066硫化468

參考文獻469

第11章成型操作473

111概述473

1111固體催化劑顆粒的大小和形狀分類475

1112成型助劑476

112成型成微小顆粒477

1121粉碎研磨法477

1122噴霧乾燥成型478

1123液滴凝結成型或油中成型479

113成型成較大顆粒480

1131壓片480

1132模壓產品483

1133擠條和濕壓成型483

1134滾球（圓盤造粒）487

114擠壓成型整體蜂窩獨居石載體488

1141引言488

1142蜂窩獨居石適用作載體的要求490

1143擠壓技術生產陶瓷蜂窩獨居石491

1144低比表面積獨居石的製造491

1145高比表面積獨居石製造493

1146整體碳蜂窩獨居石494

參考文獻495

附錄若干固體催化劑製備單元操作框圖497

圖F1載體和催化劑製備單元操作框圖498

圖F2催化劑和載體溶膠凝膠製備單元操作框圖499

圖F3負載催化劑製備（浸漬）單元操作框圖500

圖F4分子篩催化劑製備單元操作框圖501

圖F5粉狀金屬催化劑製備單元操作框圖502

圖F6多組分氧化催化劑製備單元操作框圖502

圖F7貴金屬加氫催化劑（濕的）製備單元操作框圖503

圖F8甲醇氧化制甲醛催化劑製備單元操作框圖503

圖F9高溫水蒸氣變換催化劑製備單元操作框圖503