第一章
绪论
1、催化技术应用领域：化肥工业、石油加工业、生物化工业、制药业、环境能源（燃料电池、光催化、汽车尾气净化）。
定义：它能够加速反应的速率，而不改变该反应的标准Gibbs 自由焓变化。
特征：（1）催化剂只能加速热力学上可以进行的反应;
（2）只能加速到达反应平衡的时间，不能改变化学平衡位置;
（3）催化剂对反应具有选择性;
（4）催化剂活性有一定寿命。
组成：活性组分、载体组分、助催化剂组分。
（2）维持催化剂的形状和机械强度
（3）改善催化剂热传导性
（4）提高催化剂中活性组分分散度
（5）提供附加活性中心
（6）活性组分和载体的溢流现象和强相互作用
3、催化剂分类：均相催化反应、非均相催化反应、酶催化反应
4、几种典型催化剂：金属催化剂、金属氧化物催化剂、固体酸碱催化剂、分子筛催化剂
5、金属催化剂
分类：（1）块状催化剂
（2）分散或者负载型的金属催化剂
（3）金属互化物催化剂
（4）合金催化剂
（5）金属簇状物催化剂分散度：催化剂表面活性金属原子数与催化剂上总金属原子数之比。
催化剂g D /n n t s ，当D =1时，意味着金属原子全部暴露。
活性：位于晶角上、晶棱上的＞晶面上的载体效应：溢流现象、强相互作用
6、金属氧化物催化剂
常为复合氧化物（Complex oxides ），即多组分氧化物。如VO5-MoO3，CuO/γ-Al2O3，CuO-CeO2，CuO/CeO2-ZrO2，V2O5-WO3-TiO2等。
催化作用：组成—结构—性质（构效关系）。
橡胶软化油
有的组分是主催化剂，有的为助催化剂或者载体。
7、分子筛催化剂
孔径为分子级别，常用的有A 型、X 型、Y 型、M 型和ZSM 型等。
沸石分子筛是结晶硅铝酸盐，其化学组成实验式可表示为：M 2/n O·Al 2O 3·xSiO 2·yH 2O 式中，M 为金属离子，人工合成时通常为Na 开始；n 为金属离子的价数，x 为SiO 2的分子数，也可称SiO 2/Al 2O 3的摩尔比，俗称硅铝比；y 为H 2O 分子的分子数。
沸石分子筛的基本结构单元是硅氧四面体和铝氧四面体。
四面体位置上的两个Al
原子不能相邻。
包边带8gggg结构：硅氧四面体和铝氧四面体，它们通过氧桥相互联结成环，各种环连接成笼。典型分子筛：ZSM-5分子筛、八面沸石分子筛。
沸石分子筛的催化作用特点：择形作用：反应物择形，产物择形孔尺寸，表面酸碱性。赤纬角计算公式
8、固体酸碱催化剂--固体表面酸位的鉴定：
（1）NH3为探针分子鉴别：NH3吸附在L 酸中心时，吸附峰在1260cm -1处。 NH3吸附在B 酸中心上，吸收峰在1450cm -1处。
（2）吡啶做探针的红外光谱法：吡啶吸附在L 酸中心上，吸收峰在1450cm -1。
吡啶吸附在B 酸中心上吸收峰在l540cm -1。
9、催化剂活性和选择性的表示方法
碗形垫片
％全部进料量量转化成目的产品的进料＝产率％已经转化的进料量
量转化成目的产物的进料＝选择性％全部进料量
已转化的进料量转化率100Y%100s%100x%⨯⨯⨯=
转化频数TON (turnover number)：单位时间内每个活性中心上被转化了的分子数。转化频率TOF (turnover frequency):
单位时间内每个活性中心上发生反应的次数。
第二章多相催化反应基础
（1）反应物分子从气流中向催化剂表面和孔内扩散；
（2）反应物分子在催化剂表面上吸附；退火窑
（3）被吸附的反应物分子在催化剂表面上相互作用或与气相分子作用进行化学反应；
（4）反应产物自催化剂表面脱附；
（5）反应产物离开催化剂表面向催化剂周围的介质扩散。
步骤（1）和（5）属于传质过程。第（2）、（3）、（4）步属于在表面进行的化学过程，与催化剂的表面结构、性质及反应条件有关，也叫做化学动力学过程。
11、外扩散和内扩散
外扩散：反应物分子从流体体相通过吸附在气、固边界层的静止气膜（或液膜）达到颗粒外表面，或者产物分子从颗粒外表面通过静止层进入流体体相的过程，称为外扩散过程。
内扩散：反应物分子从颗粒外表面扩散进入到颗粒孔隙内部，或者产物分子从孔隙内部扩散到颗粒外表面的过程，称为内扩散过程。
外扩散阻力：气固（或液固）边界的静止层。消除方法：提高空速。
内扩散阻力：催化剂颗粒空隙内径和长度。
消除方法：减小催化剂颗粒大小，增大催化剂空隙直径。
12、吸附
(1)吸附质：被吸附的气体称为吸附质(adsorbate)。
(2)吸附剂：吸附气体的固体称为吸附剂(adsorbent)。
(3)吸附态：吸附质在固体表面上吸附后存在的状态称为吸附态。
(4)吸附中心或吸附位：发生吸附的固体表面的局部位置称为吸附中心或吸附位。
(5)表面吸附络合物：吸附中心与吸附态共同构成表面吸附络合物。
(6)吸附过程：固体表面的气体浓度由于吸附而增加的过程称为吸附过程。
(7)脱附过程：气体浓度在表面上减少的过程称为脱附过程。
(8)吸附平衡：当吸附过程进行的速率与脱附过程进行的速率相等时，表面上气体的浓度维持不变，这样的状态称为吸附平衡。吸附平衡是一种动态平衡过程。
13、物理吸附和化学吸附区别
物理吸附化学吸附吸附力范德华力化学键
吸附层单层或多层单层
选择性无，任何气体在任何吸附剂上吸附有，与吸附质吸附剂本性有关热效应较小，近于液化热较大，近于化学反应热
吸附速度因不需活化，速率快常需活化，速率慢，温度升高速率加快可逆性可逆可逆或不可逆
14、吸附热分类
积分吸附热：反映了吸附过程中较长时间内热量变化的平均结果。
微分吸附热：反映了吸附过程某一瞬间的热量变化。
15、微分吸附热与覆盖度的关系
表面覆盖度：被吸附分子覆盖的表面积占总表面积的分率。
微分吸附热是覆盖度Θ的函数。有三种类型：
类型I ：微分吸附热与覆盖度无关。这是理想的
吸附情况，称为朗格缪尔(Langmuir)吸附。
类型II ：微分吸附热随覆盖度增加呈线性下降，
称为焦姆金(Temkin)吸附。
类型III ：微分吸附热随覆盖度增加呈对数下降，
称为费兰德利希(Frundlich)吸附。
后两类吸附热皆随覆盖度变化，为真实吸附。
16、真实吸附原因：表面不均匀、吸附分子的相互作用。
17、同一气体在同一金属上可以有几种不同的吸附态。
18
、吸附等温线的基本类型
I 型等温线（Langmuir 等温线）：单分子层吸附类型。对含有微孔的一些材料很常见，如某些活性炭、硅胶、沸石等。
II 型等温线（s 型等温线）：在无孔粉末颗粒或在大孔中的吸附常常是这类等温线。III 型等温线：吸附质对固体不浸润时的吸附属于这种类型，如水在石墨上的吸附。IV 型等温线：具有中等孔（孔径2-50nm ）的特征表现，且同时具有拐点和滞后环，用于中等范围孔的孔分布计算。
V 型等温线：少见。
19、BET 方程
0m m 011)(P P C V C C V P P V P ⋅-=-＋此等温式被公认为测定固体表面积的标准方法。
20、缺陷结构：
扭曲、错位、空位、杂原子。
第三章固体催化剂的制备
21、制备步骤：原料准备、催化剂（母体）制备、成型、活化。
22、制备方法：浸渍法、沉淀法、离子交换法、沉淀沉积法、模板法。
23、浸渍法
把载体浸渍（浸泡）在含有活性组分（和助催化剂）的化合物溶液中，经过一段时间后
除去过剩的液体，再经干燥、焙烧和活化（还原或硫化）后即得催化剂。——广泛用于制备
负载型催化剂（尤其是负载型金属/金属氧化物催化剂）
浸渍过程：固体孔隙与液体接触时，由于表面张力的作用而产生毛细管压力，使液体渗
透到毛细管内部；活性组分在孔内的扩散；活性组分在载体表面的吸附、脱附。
浸渍液的配制使用活性组分金属的易溶盐——硝酸盐、铵盐、有机酸盐（乙酸盐、乳
酸盐）。
24、沉淀法--广泛用于制备高含量的非贵金属、（非）金属氧化物催化剂或催化剂载体
金属盐类的选择：硝酸盐—非贵金属盐的首选、硫酸盐、有机酸盐
沉淀剂的选择：碱类：氨水、NaOH、KOH
碳酸盐：(NH4)2CO3、Na2CO3、CO2
有机酸：CH3COOH、H2C2O4、CH3COONH4、(NH4)2C2O4选择原则：（1）不能引入有害杂质—沉淀剂要易分解挥发
（2）沉淀剂溶解度要大—提高阴离子的浓度，沉淀完全；被沉淀物吸附量
少，易洗涤除去
（3）沉淀物溶解度要小—沉淀完全
（4）沉淀要易过滤和洗涤—尽量选用能形成晶形沉淀的沉淀剂（盐类）
（5）沉淀剂无毒
25、影响沉淀影响的因素
①溶液浓度②温度③pH值④加料顺序⑤搅拌强度
（1）溶液浓度：
晶形沉淀应在稀溶液中进行，非晶形沉淀应在较浓溶液中进行
晶核生成速率>>晶核长大速率：非晶形沉淀
晶核长大速率>>晶核生成速率：晶形沉淀
（2）温度：
