《氨合成催化劑——實踐與理論》是2007年9月出版的圖書，作者是劉化章。
基本介紹
- 中文名：氨合成催化劑——實踐與理論
- 作者：劉化章
- 類別：農藥化肥
- 出版社：化學工業出版社
- 出版時間：2007年9月
- 頁數：600 頁
- 開本：16 開
- 裝幀：平裝
- ISBN：978-7-122-00994-4
內容簡介,圖書目錄,
內容簡介
本書從理論與實踐結合的視角，較系統、全面地論述了氨合成催化劑研究、開發和工業套用的基本理論和方法，涉及催化劑組成、結構、製造、還原、性能評價、表征以及反應機理及其動力學，還涉及根據催化劑性能選擇工業套用條件及其對催化過程經濟效益的影響，並涉及近年來氨合成催化劑研究的新探索、新技術，包括光催化、電催化、生物催化以及氨的新用途等方面的新成果、新進展。
本書可供廣大從事催化劑的研究、開發和工業使用的科研人員、高校師生和工程技術人員參考。
圖書目錄
第1章氨合成催化劑的發展1
11合成氨催化劑概述2
111CoMo加氫轉化催化劑4
112氧化鋅脫硫劑5
113烴類蒸汽轉化催化劑5
114一氧化碳高溫變換催化劑7
115一氧化碳低溫變換催化劑9
116甲烷化催化劑10
117精製催化劑11
12氨合成催化劑發展史回顧13
121氨合成物理化學基礎研究14
122高壓合成氨反應的實現15
123氨合成熔鐵催化劑的開發16
124我國氨合成催化劑發展史19
125氨合成催化劑的發展趨勢19
13傳統Fe3O4基熔鐵催化劑的發展21
131傳統Fe3O4基催化劑的發展21
132含鈷Fe3O4基催化劑的開發和現狀22
14Fe1-xO基非傳統熔鐵催化劑體系的發現23
141尋找新的技術突破23
142Fe1-xO基催化劑的活性26
143Fe1-xO基催化劑還原性能28
144ZA5催化劑的技術特點30
145Fe1-xO基催化劑的理論意義31
146工業套用32
15釕基非鐵催化劑的發明33
151各種元素在N2活化中的性質33
152各種元素在合成氨中的性質35
153合金效應38
154活性炭負載釕基氨合成催化劑39
參考文獻41
第2章氨合成催化反應機理45
21緒論45
211催化理論的發展45
212催化作用的化學本質47
213催化研究中的方法論49
22吸附與多相催化51
221吸附與多相催化51
222多相催化劑表面非均一性54
223化學吸附等溫式56
224吸附速率：Elovich方程式58
225化學吸附態59
23氨合成催化反應機理70
231基元反應70
232氨合成催化反應機理71
233氨合成微觀反應動力學分析81
24氨合成總包反應動力學85
241總包反應與基元步驟的一般關係86
242兩步序列法87
243Temkin理論的基本假設91
244TemkinPyzhev氨合成反應速率方程94
245Temkin理論的推論與催化劑優選96
25巨觀反應動力學106
251外擴散106
252內擴散107
253內表面利用率109
254巨觀催化反應動力學方程112
26氨合成塔的設計114
261動力學方程的實用形式114
262反應器設計數學模型117
263多段絕熱式氨合成反應器段間分配119
264合成氨反應器設計的基礎數據122
265模擬計算實例123
參考文獻124
第3章熔鐵催化劑的化學組成與結構129
31鐵的氧化物129
311Fe2O3129
312Fe3O4130
313FeO131
314各種鐵氧化物之間的關係139
315鐵的複合氧化物及其固溶體141
316鐵氧化物中的缺陷結構144
32鐵的氧化物與催化劑活性149
321經典的火山形活性曲線149
322駝峰形活性曲線149
323單相性原理151
324鐵氧化物還原後的活性模型154
325鐵的氧化物與催化劑還原性能154
326鐵的氧化物與催化劑表面織構156
327鐵的氧化物與催化劑表面吸附性能160
33熔鐵催化劑的助催化劑162
331助催化劑的設計163
332結構性助催化劑166
333電子性助催化劑169
334催化劑表面偏析現象172
335氧化態催化劑中助催化劑的分布176
34氧化態熔鐵催化劑的結構178
341經典熔鐵催化劑的結構圖像178
342Fe1-xO基熔鐵催化劑的結構圖像180
35還原後催化劑的結構181
351孔結構181
352還原後催化劑的表面結構184
353納米效應188
354αFe單晶結構和活性中心190
355表面重構現象199
36Fe1-xO基催化劑高活性機理初探200
參考文獻203
第4章熔鐵催化劑的製備209
41熔鐵催化劑的製造工藝與設備209
411原料的精製211
412物料的配比與混合212
413物料的熔融212
414熔料的排出和冷卻214
415破碎冷卻物料並進行篩分214
416還原(製備預還原催化劑)214
42製備過程中的化學反應214
43製備過程中的物相變化和相圖分析217
44凝固過程中的巨觀偏析219
45預還原氨合成催化劑的製備226
46球形催化劑的製備技術231
461催化劑的成形技術231
462球形氨合成催化劑的製備技術233
47氨合成廢催化劑的再生利用237
參考文獻238
第5章熔鐵催化劑的還原239
51還原中的固相化學反應240
511固相反應的一般問題240
512固相反應動力學243
52固相反應動力學模型244
521氣固非催化反應動力學模型244
522氨合成熔鐵催化劑還原反應動力學模型247
523晶核生成模型251
53氧化物還原過程252
54鐵氧化物的還原反應熱力學258
55鐵氧化物的還原反應動力學261
551氧化物還原機理261
552單顆粒催化劑的還原263
553催化劑的活性和物理特性與還原度的關係273
56各種因素對還原速度的影響275
561溫度的影響275
562壓力的影響276
563氣體還原劑空速的影響277
564氣體組成的影響278
565催化劑前驅體氧化物的影響278
566助催化劑對還原速度的影響279
57工業裝置中催化劑的還原過程280
571工業裝置中催化劑的還原速度280
572顆粒層催化劑氣體還原過程的特性281
573工業裝置中催化劑還原條件的選擇286
574工業裝置中催化劑的還原程式288
參考文獻290
第6章釕基氨合成催化劑291
61釕催化劑的化學組成291
611釕的前驅體化合物291
612釕催化劑的載體293
613釕催化劑的助催化劑302
614載體和助催化劑作用機理探討304
62釕催化劑的製備310
621概述310
622載體預處理313
623浸漬318
624還原及氯離子的脫除323
625乾燥334
63釕催化劑的性能特點336
631結構敏感性336
632釕催化劑的活性342
633H2的強烈抑制作用345
634活性炭甲烷化反應353
參考文獻364
第7章催化劑的性能評價與表征369
71催化劑的性能評價370
711基本概念371
712催化劑的性能評價374
72催化劑的物理特性測定382
721顆粒度和密度383
722表面積和孔結構387
73催化劑的表面性質和表面結構394
731概論394
732在鐵催化劑上的物理吸附和化學吸附實驗398
733化學吸附測定催化劑表面金屬原子數400
734化學吸附測定多組分催化劑中單元組分的表面積和表面酸鹼性400
735化學吸附測定表面金屬原子暴露分數401
736化學吸附測定催化劑表面金屬粒子納米尺寸402
737化學吸附測定轉換頻率和活性位403
738化學吸附測定吸附速率及吸附活化能403
74程式升溫分析技術（TPAT）405
741程式升溫脫附技術（TPD）405
742程式升溫還原技術（TPR）411
743程式升溫氧化（TPO）414
744程式升溫硫化（TPS）414
745程式升溫表面反應（TPSR）414
75熱分析技術在催化劑研究中的套用414
751差熱分析（DTA）及其套用415
752熱重分析(TG)及其套用416
76催化劑的微觀結構和性質表征417
761X射線衍射結構分析在催化研究中的套用418
762XRD在氨合成催化劑研究中的套用429
763其它近代物理方法在催化劑表征中的套用438
參考文獻442
第8章工業套用與催化劑性能445
81催化劑的活性446
811反應壓力446
812反應溫度447
813空間速度453
814氣體組成454
82催化劑的顆粒度460
821催化劑的顆粒度對活性和反應速率的影響460
822顆粒大小對內表面利用率的影響463
823催化劑的顆粒度對床層壓力降的影響464
824工業套用粒度選擇467
83催化劑毒物及使用壽命468
831催化劑的熱燒結和化學成分的改變469
832催化劑的毒物和中毒現象470
833引起催化劑活性降低的其它原因480
84催化劑的機械強度481
841固體催化劑機械強度的理論研究481
842固體催化劑力學基礎482
843固體催化劑機械強度測定方法485
844催化劑化學組成對機械強度的影響488
845工業催化劑應具備的機械強度490
85氨合成催化劑的使用和維護491
851催化劑選型491
852催化劑裝填496
853催化劑的正確使用497
854催化劑的運輸和保管498
參考文獻498
第9章催化劑性能對催化過程經濟效益的影響501
91催化劑與工藝502
911傳統熔鐵催化劑與工藝502
912FeCo催化劑的ICIAMV工藝505
913釕催化劑的合成氨工藝流程507
914合成氨壓力和等壓合成氨工藝513
92催化劑與氨合成塔518
93催化劑性能與氨合成反應熱的回收521
931合成氨生產的理論能耗521
932合成氨生產的實際能耗523
933催化劑活性與氨合成反應熱的利用525
94催化劑性能對催化過程經濟效益的影響527
941催化劑消耗成本527
942催化劑還原的經濟因素528
943使用預還原催化劑的經濟效益529
944催化劑性能530
945催化劑選擇性535
946氨合成催化劑的壽命和使用時間535
95企業開工率與管理效益538
參考文獻539
第10章創新與展望541
101氨合成催化劑的新探索541
1011熔鐵催化劑的理論與實踐的啟示541
1012非鐵類和合金類氨合成催化劑的發展543
1013其它非鐵系氨合成催化劑的探索547
1014非晶態催化劑549
102合成氨的新催化技術550
1021常溫常壓合成氨研究進展550
1022光催化合成氨553
1023電催化常壓合成氨556
1024生物催化室溫合成氨565
1025超臨界合成氨567
103氨的新用途568
1031合成氨裝置是高效的能源轉換和制氫裝置569
1032氨是生物能源的主要支持系統之一572
參考文獻575
