《工業(yè)催化》課程標準一、概述（一）課程的性質(zhì)工業(yè)催化是化工專業(yè)學生的選修課之一，作為一門科學，催化科學綜合了化學、化學工程、物理、數(shù)學等各個學科知識，發(fā)展成為化學工程與技術(shù)學科中最具生命力和創(chuàng)造力的一部分。它是培養(yǎng)化工工藝專業(yè)工程技術(shù)人員在工業(yè)催化方面必須具備的知識，為學生日后在研究、開發(fā)及工業(yè)生產(chǎn)中解決有關(guān)催化劑及催化反應工程方面的問題打下一個堅實的基礎(chǔ)。

（二）課程目標本課程主要介紹工業(yè)催化作用及其原理以及催化劑設(shè)計、制備、表征的一般知識和規(guī)律，同時還討論了石油化工行業(yè)典型工業(yè)的催化劑。本課程著重討論在科研和生產(chǎn)中應用得最為廣泛的有關(guān)催化劑的制備、表征、反應及其作用機理，研究催化劑結(jié)構(gòu)與性質(zhì)之間的關(guān)系，從微觀的角度探討催化劑組成、比例及表面層原子、分子及離子的位置、運動以及構(gòu)型與催化劑性能的關(guān)系。通過本課程的學習使學生掌握催化作用的基本規(guī)律、了解催化過程的化學本質(zhì)、熟悉工業(yè)催化技術(shù)的基本要求和特性，培養(yǎng)學生對與催化劑相關(guān)問題的分析能力和解決能力，為今后的科研和開發(fā)打下良好的基礎(chǔ)。二、課程教學的基本要求本課程以課堂講授教學形式為主，講述有關(guān)催化劑及催化作用的基本概念、工業(yè)催化劑評價指標及工業(yè)過程對催化劑開發(fā)的要求、吸附作用及其與催化的關(guān)系，多相催化中的傳遞過程、各種催化理論及相應的工業(yè)催化劑，催化劑的制備及其結(jié)構(gòu)性能的測試評價方法，催化劑的使用、失活與再生等重要理論和實踐問題，各種工業(yè)催化劑的使用情況，加上一些課后作業(yè)的練習，使學生掌握催化作用和催化劑的基本理論、基本概念，培養(yǎng)學生分析和解決有關(guān)催化方面的一些科研、生產(chǎn)的實際問題的能力。

本課程的重點是：催化與催化作用的基本概念、吸附與多相催化理論、各類催化劑及其催化作用理論、固體催化劑制備的基本原理和方法、催化劑的失活原因及再生方法；難點是：各類催化作用理論。三、內(nèi)容標準第一章催化劑概述【本章學習要求】1了解催化科學的誕生與發(fā)展2了解催化體系的分類3了解催化劑的組成和性能要求3掌握催化劑的概念并理解三個必備的條件4掌握催化劑的五大基本特征，并能做相關(guān)的解釋5掌握工業(yè)催化劑的指標【教學重點】1理解催化劑的含義特征，能識別判斷是否是催化劑第二章多相催化作用基礎(chǔ)【本章學習要求】1了解多相催化反應的七個步驟2了解吸附現(xiàn)象的實質(zhì)3了解吸附過程中的能量變化4了解化學吸附的分類5了解擴散的類型6了解內(nèi)外擴散的識別7了解催化循環(huán)體系的構(gòu)成8了解催化循環(huán)的三種方式9掌握物理吸附和化學吸附的異同10掌握氫氣吸附的活性物種11掌握形成σπ-鍵的條件12掌握CO在過渡金屬表面吸附的兩種構(gòu)型13掌握內(nèi)、外擴散的消除14掌握獨立并行反應時催化劑如何選擇15掌握平行反應時催化劑如何選擇16掌握串聯(lián)反應時催化劑如何選擇17掌握催化循環(huán)概念【教學重點、難點】1理解吸附位能曲線2典型氣體吸附的中間物種，鍵合類型3三類反應的催化劑選擇依據(jù)第三章金屬催化劑【本章學習要求】1了解金屬對氣體吸附能力強弱2了解原子間距與催化活性的關(guān)系3了解晶格缺陷、位錯與催化活性的關(guān)系4了解金屬與載體作用的類型5了解合金催化劑的類型6掌握特殊金屬對氣體吸附能力情況的解釋7掌握催化活性和化學吸附強度關(guān)系曲線及其解釋8掌握金屬能帶理論要點9掌握價鍵理論的要點10掌握晶格缺陷種類11掌握金屬表面不均勻性與催化活性的影響【教學重點、難點】1金屬對氣體吸附能力情況的解釋2催化活性和化學吸附強度關(guān)系曲線及其解釋3金屬能帶理論要點4價鍵理論的要點第四章金屬氧化物催化劑【本章學習要求】1了解非計量化合物的成因。2了解費米能級和導電率的關(guān)系。3了解脫出功和導電率的關(guān)系。4掌握N型半導體的原因。5掌握P型半導體的原因。6掌握含雜質(zhì)的非計量化合物導電的原因。7掌握導帶、禁帶、滿帶、空帶、本征半導體的概念。8掌握施主與受主的識別。【教學重點、難點】1N型半導體與P型半導體的區(qū)別。第五章固體酸堿催化劑【本章學習要求】1了解固體催化劑制備的一般步驟2了解常見催化劑制備方法3了解晶核生成過程4了解酸中心類型與催化作用的關(guān)系5了解酸強度與催化作用的關(guān)系6了解分子篩的基本結(jié)構(gòu)、類型7了解分子篩的特性與催化性能8掌握沉淀產(chǎn)生的條件9掌握晶粒類型10掌握Bronsted酸堿定義11掌握Lewis酸堿定義12掌握Hammett酸函數(shù)H0與酸強度的關(guān)系13掌握酸濃度的含義和計算14掌握酸濃度與催化活性的關(guān)系15掌握分子篩的化學組成【教學重點、難點】1Hammett酸函數(shù)H0與酸強度的關(guān)系2酸濃度的含義和計算第六章工業(yè)催化劑的制備技術(shù)【本章學習要求】1了解固體催化劑制備的一般步驟2了解常見催化劑制備方法3了解沉淀法的分類及區(qū)別4了解金屬鹽前驅(qū)體的選擇和常見沉淀劑5了解晶核生成過程6了解影響沉淀形成的因素7了解載體選擇的物理、化學因素8了解常用浸漬液及其配制9了解活性組分分布類型10了解浸漬后的熱處理過程11了解溶膠-凝膠法12了解微波技術(shù)和超聲波技術(shù)的優(yōu)點13了解超聲波技術(shù)和膜技術(shù)的分類14了解催化劑的成型和成型方法15掌握沉淀產(chǎn)生的條件16掌握晶粒類型與晶核生成速率、長大速率之比17掌握沉淀法的工藝過程18掌握不同類型沉淀與選用的洗滌劑19掌握沉淀劑的選擇原則20掌握活性組分均勻分布的操作要點21掌握競爭吸附劑的作用22掌握常用浸漬工藝23掌握混合法及其分類24掌握離子交換法及其特征25掌握熔融法及其制備過程26掌握微乳液與普通乳液的區(qū)別27掌握等離子體及其特征【教學重點、難點】1沉淀形成的條件2洗滌劑和沉淀劑的選擇原則3活性組分在載體上的分布與控制第七章工業(yè)催化劑的使用【本章學習要求】1了解催化劑的裝填及注意事項2了解不同情況下的鈍化3了解還原活化的影響因素4了解積炭和燒結(jié)現(xiàn)象5掌握催化劑活化的三種方式6掌握催化劑中毒的概念和種類7掌握催化劑再生的方法【教學重點、難點】1催化劑活化的方式2催化劑中毒的比較第八章催化劑性能的評價、測試和表征【本章學習要求】1了解催化劑性能評價的實驗室反應器（積分反應器、微分反應器和無梯度反應器）2了解催化劑性能評價的方法，3了解催化劑微觀測定4掌握評價實驗與動力學研究的不同5掌握催化劑宏觀物性測定（顆粒直徑及粒徑分布、機械強度、抗毒穩(wěn)定性、比表面積與孔結(jié)構(gòu)）【教學重點、難點】1理解評價實驗與動力學研究的不同第九章石油煉制催化劑【本章學習要求】1了解催化裂化催化劑的制備及進展。2了解催化重整催化劑的組成和種類、制備、失活與再生3了解加氫處理催化劑的組成和種類，制備，失活與再生。4了解加氫裂化催化劑的組成和種類，制備，失活與再生。5了解其他催化劑（醚化、異構(gòu)化、烷基化、烯烴疊合、柴油氧化脫硫）種類6掌握催化裂化反應機理，主要催化劑。7掌握催化重整的反應機理及主要反應。8掌握加氫處理的反應機理及主要反應。9掌握加氫裂化的反應機理及主要反應。10掌握異構(gòu)化后正碳離子的結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性?！窘虒W重點、難點】1催化裂化反應機理2比較不同正碳離子的結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性第十章石油化工催化劑【本章學習要求】1了解石油化工主要催化劑2了解碳二餾分選擇性加氫除炔機理，催化劑的生產(chǎn)、制備、簡介3掌握石油化工基礎(chǔ)產(chǎn)品4掌握乙烯部分氧化制環(huán)氧乙烷機理，催化劑的生產(chǎn)、制備、簡介5掌握乙烯和苯合成乙苯機理，了解催化劑的生產(chǎn)、制備、簡介6掌握一氧化碳和氫氣合成甲醇機理，了解催化劑的生產(chǎn)、制備、簡介7掌握甲醇羰基合成醋酸機理，了解催化劑的生產(chǎn)、制備、簡介8掌握乙醛氧化合成醋酸機理，了解催化劑的生產(chǎn)、制備【教學重點、難點】1各個反應機理和催化劑第十一章化肥工業(yè)催化劑【本章學習要求】1了解脫硫的常用方法2了解烴類加氫脫硫催化劑的種類、組成、制備、機理及產(chǎn)品介紹3了解硫磺回收催化劑的組成、類型、進展4了解脫硫劑的種類。5了解烴類轉(zhuǎn)化催化劑的種類及組成。6了解甲烷化反應，其催化劑的種類和制備7了解氨合成催化劑種類、制備8了解制硝酸和制硫酸催化劑的種類、組成和制備9了解一氧化碳變換的制備工藝10掌握化肥工業(yè)催化劑的種類11掌握硫磺回收方法，影響催化劑活性的因素及失活與再生12掌握一氧化碳變換催化劑的種類，13掌握預還原催化劑生產(chǎn)的階段第十二章碳一化學催化劑【本章學習要求】1了解甲醇合成催化劑的國內(nèi)外概況2了解甲醇生產(chǎn)的催化劑的組成、性能、生產(chǎn)3了解銀催化劑的規(guī)格、制備及再生4了解鐵-鉬氧化物催化劑的規(guī)格、制備及再生5了解羰基合成反應的催化劑6了解碳一化學的催化新工藝7了解費-托合成催化劑的類型和制備8掌握甲醇生產(chǎn)的主要技術(shù)路線9掌握甲醇生產(chǎn)的催化劑的使用（升溫還原、開停車、正常操作）10掌握甲醇氧化制甲醛催化劑的類別11掌握羰基合成的種類及反應12掌握費-托合成的概念【教學重點、難點】1費-托合成第十三章環(huán)境保護和環(huán)境友好催化技術(shù)【本章學習要求】1了解環(huán)境污染狀況2了解大氣污染物的種類及來源3了解廢液處理WAO技術(shù)的優(yōu)點，工藝流程，CWAO催化劑4了解溫室效應的概念，處理有害氣體的技術(shù)5了解十大環(huán)境問題及12大綠色化學原則6掌握大氣污染治理中靜態(tài)源的三效催化劑組成，影響因素7掌握大氣污染治理中動態(tài)源的催化處理技術(shù)—SCR8掌握臭氧的產(chǎn)生與破壞機理9掌握E因子，原子經(jīng)濟性的概念10掌握光催化的原理【教學重點、難點】1大氣污染治理中靜態(tài)源的三效催化劑四、教學環(huán)節(jié)學時分配序號章節(jié)教學內(nèi)容學時分配1第1章催化劑概述42第2章多相催化作用基礎(chǔ)63第3章金屬催化劑34第4章金屬氧化物催化劑