今天对酶本身及对酶化学模拟的研究已成为催化研究 中一个非常有吸引力的领域。
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二、催化现象的出现及催化学科的形成
1.催化学科的发展史（20世纪以前，萌芽期）
In 1835, J. J. Berzelius’ （伯齐利厄斯） definition of catalyst；
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1. 催化技术的进展对石油、化学工业的变 革起着决定性的作用。
1923年，BASF公司以ZnO-Cr2O3为催化剂开发成功 高压法由合成气生产甲醇的工艺 1970年代，ICI (Imperial Chemical Industry) 公司开发 成功以Cu-ZnO-Al2O3(Cr2O3)为催化剂的低压法合成气 生产甲醇的新工艺，很快又开发出中压法工艺，使甲 醇生产有很大提高。
1875年德国人E.雅各布在克罗伊茨纳赫建立了第一 座生产发烟硫酸的接触法装臵，并制造所需的铂催 化剂，这是固体工业催化剂的先驱。 铂是第一个工业催化剂，现在铂仍然是许多重要 工业催化剂中的催化活性组分。 1879年为了提高使用寿命又改用V2O5-K2SO4/硅藻 土催化剂，至今一直沿用此催化体系。 SO2 + 0.5O2 V2O5 SO3
表征：1950年喹啉化学吸附、1951年同位素、1954 年红外。
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1953年重整双功能机理、
1964年加氢裂化机理提出，发现氢溢流、
1966年软硬酸概念、Boudart（布达） “结构敏感” 、 分子筛择形作用。
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1953年Ziegler-Natta （齐格勒-纳塔 ）用(C2H5)3AlTiCl4作催化剂实现了低压合成聚乙烯，以此为基础， 推进了合成橡胶，合成纤维与合成树脂的发展。 1950年代，Sasol（南非萨索尔公司）实现工业化 FT 过程、Exxon (美国埃克森) CoMo/Al2O3加氢处理 1960年代Olah（奥拉）发现超强酸(1994年诺贝尔化学 奖获得者) 1970年代羰基合成、ICI 低压甲醇、 发明ZSM5、 Knowles（诺尔斯）不对称加氢工业化（2001）
1910年 Mittasch（米塔希） 经 20000 次实验，筛选了4000 多个配方，确定 Al2O3-K2O-CaO 促进的铁催化剂。 1911年 BASF 工业化日产 30 吨合成氨的工厂。
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1913年德国巴登苯胺纯碱公司用磁铁矿为原料， 经热熔法并加入助剂以生产铁系氨合成催化剂。 此 后 , 利 用 Pt 将 氨 与 空 气 氧 化 制 氮 氧 化 物 （ NO/NO2 ），最终制得硝酸，用以生产化肥和 炸药，大大促进了工农业生产的发展。 1923年F.费歇尔实现了以煤为原料，以钴为催化 剂，通过 CO+H2 合成反应制得烃类，即 F-T 合成 (1923 年 德 国 科 学 家 Frans Fischer 和 Hans
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表 一些工业催化过程
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2. 新能源开发利用和环境化学的兴起，为 催化学科提出了新课题和新活动领域。
煤气能源：二甲醚，可燃冰
电力能源：碱性燃料电池、磷酸型燃料电池、熔融碳 酸盐燃料电池、固体氧化物燃料电池及质子交换膜燃 料电池等。 生物质能源：燃料乙醇，生物柴油
工业应用相关工程参考书： 化学反应工程 催化剂工程 化工传递现象 化工热力学
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第一章 绪论
一、催化作用的意义
二、催化现象的出现及催化科学的形成
三、催化科学的特点
四、基本概念 五、催化领域的期刊及会议论文集
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一、催化作用的意义
催化科学
催化 催化技术 催化作用
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催化科学和技术发展-发展期
1900年代（合成氨） 1820-1900年无数尝试失败 1904-1907年，Osterwald (1909), Nernst (1920) 和Harber (1918) 对氨分解和合成进行了定量研究。
1909年 Harber 人工固氮实验成功。Bosch (1931) 在 BASF 开始开发该过程
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Alkaline polymer electrolyte fuel cells completely free from noble metal catalysts
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界面限域的配位不饱和 亚铁中心与金属载体协 同作用，在低温条件下 高效活化分子氧，用于 富氢气氛下（CO PROX），在质子膜燃 料电池（PEMFC）实 际工作条件下（6080°C，水蒸气和CO2 存在），成功地实现了 燃料氢气中微量CO的 高效去除。
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1812年，基尔霍夫发现，如果有酸类存在，庶糖 的水解作用会进行得很快，反之则很缓慢。
1817年，戴维在实验中发现铂能促使醇蒸气在空 气中氧化。
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系统的催化研究始于19世纪初： Davy (1815)进行了催化燃烧实验；
Berzelius（伯齐利厄斯） (1836) 通过一系列化学实验， 创造了“catalysis”一词，给催化一个初步的定义。
Low-temperature oxidation of CO catalysed by Co3O4 nanorods
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Enhanced visible-light photocatalytic activity in K0.81Ti1.73Li0.27O4/TiO2−xNy sandwich-like composite Applied Catalysis B: Environmental, Volume 93, Issues 3-4, 12 January 2010, Pages 299-303 Peilin Zhang, Xiangwen Liu, Shu Yin, Tsugio Sato
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Nature 458 (2009) 746-749.
2009年4月9日出版的《自然》杂志（Nature, 458 (2009) 746-749）发表了我所 催化基础国家重点实验室申文杰研究员研究组在纳米催化的形貌效应研究方面的 最新进展，通过对金属氧化物纳米催化剂粒子尺寸和形貌的精确调控，突破了水 汽存在下非贵金属低温一氧化碳催化氧化的难题，在纳米催化基础研究和降低机 动车尾气排放和大气环保应用方面具有重要意义。
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5/31/2014Fra bibliotek173.环境保护：造成大气污染的三个主要领域，都可通 过催化技术加以控制： （1）对于污染大气的可燃性气体，采用催化燃烧技 术；
（2）对于工业装臵排放的NOX气体，可将其催化还 原为氮气； （3）对于各种车辆用燃料排放气的控制，目前虽已 提出很多种方法，如改用清洁燃料，重新设计发动机 等，采用催化燃烧技术也能达到控制目的。
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催化科学和技术发展-环境保护 1974年 UOP 发明汽车尾气催化剂，1975年Chrysler 使用 1974年Roland（罗兰）, Molina （莫利纳）发现氯对 臭氧层的催化破坏
1980年代 SCR（选择性催化还原）过程应用
1990年代组合化学应用于催化剂开发 1992年Mobil（美孚）发明中孔分子筛 MCM-41
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8月8日，世界首套甲醇制低碳烯烃工业装置（年产60万吨烯烃）投料试车一 次成功，标志着我国煤制烯烃新兴产业取得了里程碑式的进展。该装置采用 了我所具有自主知识产权的甲醇制烯烃（DMTO）技术
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1960年Sohio (the Standard Oil Company of Ohio) 开发 成功磷钼铋氧系催化剂，由丙烯氨氧化生产丙烯腈时， 原有的三种丙烯腈生产方法（环氧乙烷法、乙醛法、 乙炔法）都变得不再有生命力了，并且随着磷钼铋氧 系丙烯氨氧化生产丙烯腈催化剂的不断改进及非磷系 丙烯氨氧化生产丙烯腈催化剂的成功开发，使该法日 益成熟。
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1838年，德拉托和施万分别都发现糖之所以能发酵成 为酒精和二氧化碳，是由于一种微生物的存在---酶催 化。
1850年，威廉米通过研究酸在蔗糖水解中的作用规律， 第一次成功地分析了化学反应速度的问题，从此开始 了对化学动力学的定量研究。
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1831年P.菲利普斯获得二氧化硫在铂上氧化成三氧 化硫的英国专利。
研究催化作用的原理 催化作用原理的应用 催化剂对化学反应的作用
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•催化作用是现代工业极其重要的过程，是现代世界最 重要的技术之一，如果没有催化作用，现在的生活将 与我们实际所看到的截然不同。 •目前，大约90%的化学品与材料是借助催化作用通过 分步反应生产出来的。
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催化化学
主讲： 任占冬
授课对象： 应用化学
教材与教学参考书
主要教材：甄开吉主编《催化作用基础》
参考书： 黄仲涛编著《工业催化》；
吴 越编著《催化化学》；
王桂茹主编《催化剂与催化作用》；
储伟主编《催化剂工程》
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基础知识参考书： 结构化学、物理化学
催化剂表征用参考书：谱学原理、催化研究方法
In 1981, IUPAC definition: Cat. is a kind of material, it can improve the chemical speed, but can’t change Normal Gibbs free energy.