本书共分十章。主要介绍了催化剂与催化作用的基本知识，包括酸碱催化剂及其催化作用、金属催化剂及其催化作用、过渡金属催化剂及其催化作用以及络合催化剂及其催化作用、非石油资源催化转化制取燃料化学品、新催化材料及催化反应等

第1章 催化剂与催化作用基本知识 /1

1.1 催化作用的特征 /1

1.1.1 催化剂和催化作用的定义 /1

1.1.2 催化作用不能改变化学平衡 /1

1.1.3 催化作用通过改变反应历程

而改变反应速度 /2

1.1.4 催化剂对加速化学反应

具有选择性 /3

1.2 催化反应和催化剂分类 /4

1.2.1 催化反应分类 /4

1.2.2 催化剂分类 /6

1.3 固体催化剂的组成与结构 /7

1.3.1 固体催化剂的组成 /7

1.3.2 固体催化剂的结构 /9

1.4 催化剂的反应性能及对工业

催化剂的要求 /11

1.4.1 催化剂的反应性能 /11

1.4.2 对工业催化剂的要求 /13

1.5 多相催化反应体系的分析 /14

1.5.1 多相催化反应过程的

主要步骤 /14

1.5.2 多相催化反应中的

物理过程 /15

1.5.3 多相催化反应中的

化学过程 /16

1.5.4 多相催化反应过程的

控制步骤 /18

参考文献 /19

第2章 催化剂的表面吸附和孔内扩散 /20

2.1 催化剂的物理吸附与化学吸附 /20

2.1.1 物理吸附与化学吸附 /20

2.1.2 吸附位能曲线 /20

2.1.3 吸附在多相催化反应中的

作用 /22

2.2 化学吸附类型和化学吸附态 /22

2.2.1 化学吸附类型 /22

2.2.2 化学吸附态 /24

2.3 吸附平衡与等温方程 /28

2.3.1 等温吸附线 /28

2.3.2 等温方程 /29

2.4 催化剂的表面积及其测定 /32

2.4.1 BET法测定比表面积 /32

2.4.2 色谱法测定比表面积 /34

2.5 催化剂的孔结构与孔内扩散 /35

2.5.1 催化剂的孔结构 /35

2.5.2 催化剂的孔内扩散 /38

参考文献 /40

第3章 酸碱催化剂及其催化作用 /41

3.1 酸碱催化剂的应用及其分类 /41

3.1.1 酸碱催化剂的应用 /41

3.1.2 酸碱催化剂的分类 /41

3.2 酸碱定义及酸碱中心的形成 /42

3.2.1 酸碱定义 /42

3.2.2 酸碱中心的形成 /43

3.3 固体酸性质及其测定 /47

3.3.1 固体酸性质 /47

3.3.2 固体酸表面酸性质的测定 /48

3.3.3 超强酸 /51

3.4 酸碱催化作用及其催化机理 /52

3.4.1 均相酸碱催化 /52

3.4.2 多相酸碱催化 /55

3.5 沸石分子筛催化剂及其

催化作用 /60

3.5.1 沸石分子筛的组成与结构 /60

3.5.2 沸石分子筛的特性 /63

3.5.3 沸石分子筛的酸碱催化性质

及其调变 /65

3.5.4 沸石分子筛的择形催化

作用 /68

3.6 典型酸催化剂催化反应剖析 /72

3.6.1 石油烃的催化裂化 /72

3.6.2 芳烃的异构化、歧化、

烷基转移反应 /75

3.6.3 低碳烃芳构化制苯、甲苯和

二甲苯 /77

3.7 固体酸碱催化的新进展 /79

3.7.1 微孔沸石分子筛的多样化 /79

3.7.2 多级孔催化剂及其应用/81

3.7.3 离子液体催化剂及其应用 /81

3.7.4 酸性质可调控的阳离子

交换树脂类固体酸 /82

3.7.5 固体酸催化剂表征及催化反应

机理研究的进展 /83

参考文献 /84

第4章 金属催化剂及其催化作用 /86

4.1 金属催化剂的应用及其特性 /86

4.1.1 金属催化剂的应用 /86

4.1.2 金属催化剂的特性 /87

4.2 金属催化剂的化学吸附 /88

4.2.1 金属的电子组态与气体吸附

能力间的关系 /88

4.2.2 金属催化剂的化学吸附与

催化性能的关系 /89

4.3 金属催化剂电子因素与催化作用的

关系 /92

4.3.1 能带理论 /92

4.3.2 价键理论 /94

4.4 金属催化剂晶体结构与催化作用的

关系 /96

4.4.1 金属催化剂的晶体结构 /96

4.4.2 晶体结构对催化作用的影响/97

4.4.3 金属催化剂晶格缺陷和不均一

表面对催化剂性能的影响 /103

4.5 负载型金属催化剂及其

催化作用 /104

4.5.1 金属分散度与催化活性的

关系 /104

4.5.2 金属催化反应的结构敏感

行为 /106

4.5.3 金属与载体的相互作用 /107

4.5.4 负载金属催化剂的氢溢流

现象 /109

4.6 合金催化剂及其催化作用 /110

4.6.1 合金的分类和表面富集 /110

4.6.2 合金的电子效应和几何效应与

催化作用的关系 /111

4.7 典型金属催化剂催化作用剖析 /113

4.7.1 合成氨工业催化剂 /113

4.7.2 乙烯环氧化工业催化剂 /116

4.7.3 催化重整工业催化剂 /118

4.8 金属催化剂开发与应用进展 /119

4.8.1 费托合成钴催化剂的研究

进展 /120

4.8.2 合成氨的铁与钌催化剂的

开发 /120

4.8.3 银催化乙烯环氧化催化

剂选择性的突破 /121

4.8.4 金催化剂的研究与应用 /121

4.8.5 非晶态合金的工业化应用 /122

参考文献 /123

第5章过渡金属氧(硫)化物催化剂及其催化作用/126

5.1 过渡金属氧(硫)化物催化剂的

结构类型及其应用 /126

5.1.1 过渡金属氧(硫)化物催化剂的

应用及其特点 /126

5.1.2 过渡金属氧化物催化剂的

结构类型 /127

5.2 金属氧化物中的缺陷和半导体

性质 /129

5.2.1 半导体的能带结构和类型 /129

5.2.2 n型和p型半导体的生成 /131

5.2.3 杂质对半导体催化剂费米能级、

逸出功和电导率的影响 /132

5.3 半导体催化剂的化学吸附与半导体

电子催化理论 /134

5.3.1 半导体催化剂的化学吸附 /134

5.3.2 氧化物催化剂的半导体

机理 /135

5.4 过渡金属氧化物催化剂的氧化还原

机理 /137

5.4.1 金属—氧键强度对催化反应的

影响 /137

5.4.2 金属氧化物催化剂氧化还原

机理 /140

5.5 过渡金属氧化物中晶体场的

影响 /142

5.5.1 过渡金属氧化物晶体场

稳定化能 /143

5.5.2 晶体场稳定化能对催化

作用的影响 /145

5.6 过渡金属氧化物催化剂典型催化

过程分析 /147

5.6.1 钼铋系复氧化物催化剂催化的

丙烯胺氧化制丙烯腈 /147

5.6.2 钒系复氧化物催化剂催化

C4 烃选择氧化制顺酐 /150

5.6.3 尖晶石型复氧化物催化剂催化

乙苯脱氢制苯乙烯 /151

5.6.4 氧化钴(镍)-氧化钼(钨)加氢

脱硫催化剂催化作用 /152

5.7 过渡金属氧化物催化剂的

研究进展 /154

5.7.1 概 述 /154

5.7.2 晶面择优过渡金属氧化物的

催化性能 /155

5.7.3 金属氧化物表面氧空穴的

催化性能 /158

参考文献 /163

第6章 络合催化剂及其催化作用 /164

6.1 络合催化剂的应用及

化学成键作用 /164

6.1.1 络合催化剂的应用 /164

6.1.2 过渡金属络合物

化学成键作用 /165

6.2 络合催化剂的形成与络合物的

反应 /166

6.2.1 过渡金属d电子组态与

络合物配位数的关系 /166

6.2.2 络合催化剂中常见的配位体

及其分类 /167

6.2.3 络合物氧化加成与还原

消除反应 /168

6.2.4 配位体取代反应和

对位效应 /169

6.2.5 σ-π型配位体的重排、插入与

转移反应 /171

6.3 络合空位的形成、反应物的活化和

络合催化剂的调变 /172

6.3.1 络合空位的形成 /172

6.3.2 反应物的活化 /173

6.3.3 络合催化剂的调变 /175

6.4 络合催化机理及络合催化

实例分析 /176

6.4.1 络合催化的一般机理 /176

6.4.2 络合催化剂的催化作用

实例分析 /177

6.5 络合催化剂的固相化及金属原子簇

催化剂 /185

6.5.1 均相络合催化剂的优缺点 /185

6.5.2 均相络合催化剂的固相化 /185

6.5.3 金属原子簇催化剂 /186

6.6 络合催化剂研究进展及应用 /188

6.6.1 茂金属催化剂 /188

6.6.2 非茂后过渡金属催化剂 /189

6.6.3 不对称催化合成 /190

参考文献 /191

第7章催化剂的选择、制备、使用与再生/194

7.1 催化剂的选择目的 /194

7.1.1 现有催化剂的改进 /194

7.1.2 利用廉价原料研制开发化工

产品所需催化剂 /195

7.1.3 为化工新产品和环境友好

工艺的开发而研制催化剂/196

7.2 选择催化剂组分常用方法 /197

7.2.1 利用元素周期表进行

催化剂活性组分的选择 /197

7.2.2 利用催化功能组合构思

催化剂 /199

7.3 催化剂的制备与催化剂的

预处理 /200

7.3.1 催化剂制备的主要方法 /200

7.3.2 催化剂的预处理(活化) /205

7.3.3 催化剂成型 /207

7.4 催化剂失活与再生 /208

7.4.1 催化剂中毒 /208

7.4.2 催化剂烧结 /211

7.4.3 催化剂积炭 /212

7.4.4 催化剂再生 /213

参考文献 /215

第8章 环境催化 /216

8.1 环境催化的特点和研究内容 /216

8.1.1 环境催化的特点 /216

8.1.2 环境催化对催化剂的要求 /216

8.1.3 环境催化的内容 /217

8.2 机动车尾气净化催化技术 /218

8.2.1 汽油机尾气净化催化

技术 /218

8.2.2 柴油机汽车尾气净化催化

技术 /221

8.3 排烟脱硫、脱氮技术 /222

8.3.1 催化脱除NOx /222

8.3.2 催化脱除SOx /224

8.3.3 同时催化脱除SOx 和

NOx /226

8.4 催化燃烧 /226

8.5 氯氟烃(CFCs)的催化治理 /228

8.6 污水处理中的高级氧化技术 /228

8.6.1 化学氧化法 /229

8.6.2 光催化氧化法 /230

8.7 清洁燃料的生产和环境友好

催化技术的开发 /232

8.7.1 清洁汽油和柴油的生产 /232

8.7.2 生物柴油 /237

8.7.3 环境友好催化剂及催化技术的

开发 /238

8.8 废弃资源的利用 /242

8.8.1 CO2 的综合利用 /242

8.8.2 催化降解废旧塑料制

汽油和柴油 /244

参考文献 /244

催化反应、催化材料新进展概述 /247

总习题 /254

总习题参考答案 /262