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应用催化课件(上海交大)

已有 6354 次阅读 2007-10-7 08:33 |个人分类:催化资源收藏


《应 用 催 化》

 

课程名称:应用催化                   英文名称:Applied Catalysis

课程编号:F112Z633                    学时:36               学分:2

适用专业:化学反应工程与工艺、应用化学、环境工程、制药工程、能源工程、材料科学与工程等本科生

开课系(所):化学化工学院  化学工程系

 

课程的性质、地位、作用和任务

本 课程是化学工程与工艺、应用化学、制药工程与环境工程专业的特色专业课程。本课程对化工制药类学生的综合素质培养十分重要,它的主要任务是:通过学习催化 作用的基本原理,了解催化过程的化学本质,熟悉催化剂研究与开发的基本方法,并能够将新型催化剂与催化过程开发原理运用到资源的化工利用、化学制药、环境 和能源等工业领域。

课程的教学内容和基本要求

本 课程的基本教学内容包括:催化作用特征、表面吸附与表面修饰、表面结构测量、催化剂设计、催化剂制备、催化剂活性评价、各类催化剂及催化作用、催化应用实 例分析、催化剂制备与催化作用基本实验方法,并能灵活运用催化知识,解决资源化工利用、制药、环境和能源等过程工业领域实际问题。先修课程:无机与分析化学、大学化学、普通物理

 

对学生能力培养的基本要求

1  通过课堂教学,使学生掌握催化作用原理、催化剂设计、催化剂制备与催化剂活性评价的基本知识,了解催化过程的应用与发展趋势。

2 通过实验教学,掌握催化剂制备、催化剂宏观特性与微观特性测量、催化剂活性评价等基本催化实验操作,提高学生动手能力和理论联系实际的能力,灵活运用催化知识,解决化工、医药、材料、环境和能源等过程工业领域实际问题,为今后工作打下坚实的基础。

 

实验(上机)的内容和基本要求

   《应用催化实验》是《化学工程与工艺专业实验》重要组成部分,共计12-16学时.本课程需要学生完成 : (1) 催化剂制备; 催化剂宏观特性测量、微观形貌观测实验、与活性评价实验,要求学生掌握催化实验原理、基本操作,并能运用催化知识,针对不同的应用领域,进行新型催化剂与催化过程设计与开发。

 

课程基本教学进度表

上课周次

       

课堂讨论、讲座、实验、习题课、课外作业

参考资料

   

估计课外时数

1

1 《应用催化》课程的性质与任务

2 催化过程研究背景

3 催化作用特征

 

 

教、参1

2

1 催化反应界面特征

2 催化反应分类

3 多相催化反应循环

4 多相催化反应中的控制步骤

 

 

教、参1

3

1 表面吸附作用

2 催化剂的物理吸附

3 催化剂的化学吸附

4 吸附平衡与等温方程

 

 

教、参1、参2

4

1 表面结构

2 结构表征方法简介

3 表面结构对催化活性的影响

4 表面结构修饰

 

 

5

1 催化剂的表面结构参数

2 BET法测量比表面积

3 催化剂的孔结构测量

4 催化剂孔内扩散

 

 

教、参1、参2

6

1 催化剂表面活性的调变

2 助剂(促进剂)的作用

3 载体的作用

4 催化材料种类

5 如何制造一个好的催化剂?

6 催化剂设计方法

7 催化剂制备方法

 

 

7

1 催化活性、选择性与稳定性

2 催化转化动力学分析

3 竞争反应:选择性问题

4 催化剂的活性评价:从微反应器到规模化反应器案例分析

5 催化剂中毒、失活与再生

 

 

8

1 酸碱催化剂与催化作用原理

2 催化剂表面酸、碱性质及其测定

3 超强酸

4 固体酸碱催化作用案例分析

 

 

1、参2

9

1 沸石分子筛催化剂的组成与结构

2 沸石分子筛催化剂的催化性能与调变

3 沸石分子筛的择形催化作用

 

 

1、参2

10

1 金属催化剂的应用与特性

2 金属的电子与结构因素对催化作用的影响

3 合金催化剂的应用与特性

4 负载型催化剂的催化活性

5 金属催化剂作用案例分析

 

 

1、参2

11

1 过渡金属氧(硫)化物催化剂的应用与特性

2 半导体的能带结构及其催化活性

3 过渡金属氧化物催化剂的氧化-还原机理

4 复合金属氧化物催化剂催化作用

5 过渡金属氧化物催化剂典型催化过程案例分析

 

 

1、参2

12

1 络合催化剂的应用与特性

2 过渡金属离子的化学成键作用

3 络合催化循环与配位场的影响

4 络合催化与烯烃聚合

 

 

1、参2

13

1 光催化的应用与特性

2 光催化剂设计与评价

3 典型光催化过程案例分析

 

专题讲座

 

14

1 电催化的应用与特性

2 电催化剂设计与评价

3 典型电催化过程案例分析

 

专题讲座

 

15

1 催化在资源转化利用中应用

2 煤资源的清洁利用

3 石油的加工与化工利用

4 天然气催化转化

 

 

16

1 催化在环境保护中应用

2 汽车尾气的催化净化过程

3 NOXSO2的催化转化

4 家居环境的净化

 

专题讲座

17

1 日常生活中的催化

2 粮食:化肥生产

3 食品精细化:植物油精制

4 衣:化学纤维生产

5 医疗与保健:药物不对称合成

 

 

18

1 应用催化的未来

2 催化剂的智能化设计

3 环境友好化学工艺过程的催化

4 未来能源:氢的生产

5 未来发电与运输动力:燃料电池

6 催化在新药合成中应用

 

 

 

教材和教学参考书

1 教材:Michael Bowker, The basis and application of Heterogenous Catalysis, Oxford University Press, 1998(教)

2.   教学参考书:

1)黄仲涛主编,《工业催化》,化学工业出版社,2000  参1)

2)王尚弟,孙俊全,《催化剂工程导论》,化学工业出版社,2003 参2)

3)吴越,《催化化学》(上、下),科学出版社,2000

4)王延吉,赵新强 编著,《绿色催化过程与工艺》,化学工业出版社,2002

5)钟邦克,《精细化工过程催化作用》,中国石化出版社,2002 

 

基本教学课件 

0-1多相催化原理与实践

固体催化剂

03-1 多相催化反应基础 

5-1 金属氧化物催化剂

05-2 金属氧化物催化剂与选择氧化 

05-3 催化重整过程设计实例

05 催化活性与选择性

06 催化剂性质测量



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