工业催化课程教学大纲.doc

《工业催化》教学大纲

制定人：唐博合金 教学团队审核人：陆 杰 开课学院审核人：饶品华

课程名称：工业催化/Industrial Catalysis
课程代码：040311
适用层次（本/专科）：本科
学时：32学分：2 讲课学时：32 上机/实验等学时：0 考核方式：考查
先修课程：化工原理，化工热力学，物理化学
适用专业：化学工程与工艺、制药工程等
教材：黄仲涛主编， 化学工业出版社，2nd 2006.8
主要参考书：
1.闽恩泽．《工业催化剂的研制与开发》．中国石化出版社．1997.
2.王尚弟等．《催化剂工程导论》．化学工业出版社．2001.
3.王桂茹等．工业催化．大连理工大学出版社．2004.7.

一、 本课程在课程体系中的定位
“工业催化”是化工类方向学生的必修课程，本着面向实际、结合化工生产过程中催化剂的制备原理，制备方法，化工生产工艺过程对催化剂催化性能的影响等进行教学，已经成为化工类专业学生将来从事工艺管理与产品工艺研发的重要基础课程。

二、 教学目标
1．从微观的角度探讨催化剂组成、比例及表面层原子、分子及离子的位置、运动以及构型与催化剂性能的关系；
2．研究催化剂结构与性质之间的关系；
3．系统地掌握工业催化的基本概念、基本原理、基本方法及技巧，为今后的科研和开发打下良好的基础。
三、 教学效果
“工业催化”作为一门应用性前沿学科，涉及到多学科交叉的新知识、新方法。科技的进步和社会的发展需要促进了催化科学的发展。本课程在教学课程中一直结合新技术的发展和社会发展的需求，使大家即学到了新的知识，又关注了社会的发展和最新的科研进展。
四、 教学内容与教学效果对照表
教学效果
教学内容
效果1
效果2
效果3
效果4
效果5
催化作用与催化剂（含绪论）
√
√
√
√
√
吸附作用与多相催化
√
√
√
√

各类催化剂及其催化作用
√
√
√
√
√
环境友好催化技术
√
√
√
√
√
未来能源和燃料工业用催化技术
√
√
√
√
√
具有突异催化性能的新材料
√

√
√
√
工业催化剂的制备与使用
√
√
√
√
√
工业催化剂的活性评价与宏观物性的表征
√
√
√
√

五、 教学内容和基本要求
第一章 催化作用与催化剂（含绪论）
教学内容：
绪论主要介绍课程的性质和任务、课程的主要内容和教学安排。第一章主要讲述催化作用的定义与特征、催化剂的组成与功能、工业催化剂的特点。并简要介绍均相催化与均相催化剂。
要求一般理解与掌握的内容有：催化作用的定义与特征、催化剂的组成与
功能、工业催化剂的特点。
教学要求：
讲述催化作用的定义与特征；
催化剂的组成与功能；
了解工业催化剂的特点。
重点难点：
【本章重点】催化作用的定义与特征；催化剂的组成与功能。

第二章 吸附作用与多相催化
教学内容：
本部分共5小节，主要讲述多相催化的反应步骤、吸附等温线、金属表面上的化学吸附和氧化物表面上的化学吸附。
教学要求：
掌握多相催化的反应步骤；
理解内扩散和外扩散效应；
消除内、外扩散效应的途径。
重点难点：
【本章重点】消除内、外扩散效应的途径。
【本章难点】催化剂表面的化学吸附与活化。。

第三章 各类催化剂及其催化作用
教学内容
本部分共5小节，主要讲述酸碱催化剂及其催化作用、分子筛催化剂及其催化作用、金属氧化物和硫化物催化剂及其催化作用、络合催化剂及其催化作用。
教学要求：
掌握常用的酸碱催化剂；
分子筛的分类及结构组成；
氧化物催化剂的催化作用；
络合催化剂的组成及反应特征。
重点难点：
【本章重点】择形催化、晶格缺陷与多相催化反应之间的关系。

第四章 环境友好催化技术
教学内容：
固体酸碱催化剂；离子液体型催化剂；多酸类催化剂；
教学要求：
明确常用的固体酸催化剂的类型；
离子液体的概念；
多酸化学基础。
重点难点：
【本章重点】固体超强酸。
【本章难点】多酸的类型及结构。

第五章 未来能源和燃料工业用催化技术
教学内容：
介绍C1化学；煤的液化催化剂。
教学要求：
常用的C1催化反应；
F-T反应中催化剂的影响；
重点难点：
【本章重点】常用的F-T催化剂及产物。

第六章 具有突异催化性能的新材料
教学内容：
纳米催化剂的使用；药物拆分用催化剂；多面金属晶体的合成。
教学要求：
掌握纳米技术的定义及意义；
药物拆分用催化剂的机理；
重点难点：
【本章重点】纳米技术在催化中的使用。

第七章 工业催化剂的制备与使用
教学内容：
要求深刻理解和熟练掌握的重点内容有沉淀制备法和浸渍制备法。还要了解混合制备法、离子交接制备法、熔融制备法 ，催化剂的使用、失活与再生。
教学要求：
了解共沉淀制备和浸渍制备催化剂的方法；
熟悉各自方法的优缺点；
催化剂的使用方法及工业开工条件；
催化剂失活的特征；
常用的催化剂再生方法。
重点难点：
【本章重点】浸渍法和共沉淀法；
【本章难点】活性组分在载体上的分布与控制，催化剂的失活。

第八章 工业催化剂的活性评价与宏观物性的表征
教学内容：
讲述催化剂活性测试的基本概念、催化剂活性的测定和催化剂的宏观物性及其测定；影响催化剂活性的主要因素，催化剂的表面积，孔结构的实验测定及其对催化反应的影响。
教学要求：
熟悉催化剂活性的实验测定方法；
了解一些常用的表征手段如XRD、BET、TG-DSC等。
重点难点
【本章重点】运用现代物理方法分析表征催化剂的结构。

六、 课时分配
教学内容
讲课
小计
催化作用与催化剂（含绪论）
4
4
吸附作用与多相催化
2
2
各类催化剂及其催化作用
8
8
环境友好催化技术
2
2
未来能源和燃料工业用催化技术
2
2
具有突异催化性能的新材料
2
2
工业催化剂的制备与使用
8
8
工业催化剂的活性评价与宏观物性的表征
4
4
共计
32
32

七、 课程考核
1. 上课的基本要求（不迟到、早退、不无故缺课等）占20%。
2. 平时表现占10%。
3. 期末考试占70%。