Cu-Zn-Al Zeolit CO + H2 CH3OH Gasoil (Mobil) 低压
催化原理
第三章：催化作用的化学基础 化学反应的电子概念；基元化学 反应机理；晶体场和配位场理论；均相、多相和酶催
化反应机理的同一性；催化剂结构对其催化性能的影
响 第四章：酸、碱催化及其作用机理 酸、碱的定义；一般酸、碱
催化反应；特殊酸碱催化反应；一般酸、碱和特殊
酸、碱催化反应的区别；酸函数和酸强度； Bronsted 规 规则； Lewis酸催化 第五章 配合物催化剂及其作用机理 配合物催化剂分类；配合 物催化剂的作用特点；配位催化中的有效原子规则及 其基元反应分类；配位催化中的多催化剂体系；各种
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催化原理
无机化学 有机化学 物理化学 分析化学 无机化工 化学工程 化学工艺 应用化学 生物化工 工业催化
催化科学与 化工机械 应用化学
化学工程
与技术
我国1971年开始
催化原理
无机：合成氨、硝酸和硫酸 ，自然涉及Fe, Pt, V2O5催化剂, 有机：生产甲醇、乙酸（甲醇+CO）和苯乙烯（乙苯脱氢）就 会涉及Cu-Zn-Al，Rh络合物，Fe3O4-K2O-Cr2O3； 分析：化学传感器；
加热方法
光化学方法 电化学方法 辐射化学方法
缺乏足够的化学选择性，消耗能量
消耗额外的能量
催化方法 既能提高反应速度，又能对反应方向进行控制， 且催化剂原则上是不消耗的。 应用催化剂是提高反应速度和控制反应方向较为有效的方法。 故催化作用和催化剂的研究应用，成为现代化学工业的重要 课题之一。
催化原理
第一章 绪论 1.1 催化科学和技术的发展历史 1.1 1．催化剂的发展历程 1.1 2．催化理论的发展过程 1.1 3．催化原理的有关资料 1.1 4．催化研究进展对工艺的影响 1.2 催化作用的化学本质 1.3 催化研究中的方法论
1.1 1．催化剂的发展历程
1.1 催化科学和技术的发展历史 一. 概念 催化剂：是一种能改变热力学上允许的化学反应的速 度，而在化学反应过程中不被明显消耗的物质。 其中使反应速度加快 --- 正催化过程 二. 了解催化剂的发展历史 减慢----- 负催化
催化重整 C6H12 = C6H6 + 3H2 (Pt-Re)
得到发展, 首先是英美掌握, 它为石油的二次加工提供了基 础;不仅提高汽油的 ON值, 而且增加汽油的产量.
50年代 CH2=CH2 到-(CH2-CH2)n[TiCl4-Al(C2H5)3] Ziegler-Natta
1.1 1．催化剂的发展历程
CH2=CH2+O2 = CH3CHO (Pd/Cu) Wacker-Schmidt and 丙烯CH2=CH2-CH3聚合生成聚丙烯
CH2=CH2-CH3 +NH3+O2 = CH2=CH2CN Bi-Mo-O
原料乙烯、丙烯可从石油裂解而得, 产品聚乙烯、聚丙烯是制 取三大合成材料：塑料 橡胶 纤维的原料, 因此, 上述催化剂的 开发成功, 为石油化学工业、高分子工业的发展奠定了基础。 70年代
催化原理: 借助于热力学、动力学及结构化学和表面化学等的基 本理论，通过研究均相、酶和多相三个不同催化反应
体系中的一般规律，去阐明他们在反应机理、催化
剂结构和反应性能之间的作用特点。 目的: 使大家能够掌握催化作用的基本规律、了解催化过程的化
学本质、熟悉不同类型催化剂的基本要求和作用特点，为
大家以后进行相关催化的科学研究提供一定的理论基础。 主要内容: 这门课的主要内容共分九章： 第一章：绪论 介绍一下催化科学和技术的发展历史；催化作用 的化学本质；催化研究中的方法论 第二章：催化反应和催化剂 催化反应和催化剂的分类；催化剂 在化学反应中的作用；催化反应的热力学和动力学性质
1.1 1．催化剂的发展历程
为大量生产HNO3 H2SO4 奠定了基础, 它们正是生产炸药, 化 肥的基础原料。正是这时，发生了由德国发起的第一次世界 大战。 1923年 CO + H2 = CH3OH (ZnO-CuO) BASF 1926年 nCO +(n+m/2) H2 = CnHm +n H2O Fischer and Tropsch (F-T Synthese) --1934年Ruhr建成, 奠定了用煤合成液体燃料 的基础，(引发了由希特勒发动的二次世界大战)。 40年代 催化裂化 C16H34 = C8H16 + C8H18 (Si-Al) 催化加氢裂化
催化原理
第六章：酶及其模拟 酶的组成、结构和功能；酶配位催化作用 机制；酶催化功能的模拟
第七章：金属催化剂 金属催化剂的特征；过渡金属表面上的表
面“配合物”；金属表面化学键的本质；金属催化剂 上
的反应
第八章：金属氧化物催化剂(一)酸—碱型 固体酸(碱)的酸型、 酸(碱)强度和酸(碱)浓度及其测定方法；固体酸形成机 理；分子筛及其杂多酸催化剂的结构和催化机理 第九章：金属氧化物催化剂(二)氧化—还原型 金属氧化物催化 剂的半导性；催化性能与金属离子配位状态、d电子 构型、酸碱性、M-O键的关系；典型的工业催化剂
生物化工：酶催化剂；
应用化学：合成高分子聚乙烯和聚丙烯用TiX4-AlR3（X-卤 素， R-烷基）催化剂； 精细化工：甲醇液相氧化羰基化合成DMC采用CuCl2-PdCl2， CH2=CH-CH3+O2(H2O2) 钛硅分子筛
CH3 O
催化原理
一个化学反应要实现工业化，
基本要求：反应要以一定的速度进行。 提高反应速度可以有多种手段：
1746年 催化剂用于工业的开端： 铝室法生产硫酸 NOx
1875年 真正具有工业意义的催化过程: 在工业上实现接触法生产硫酸
Pt – cat. 德国 Winkler(BASF) and Knietsch
1913年左右：N2 + H2 = NH3 cat. Fe Haber(1919),Bosch(1931) NH3 + O2 = NO ---HNO3 Pt Ostwald （1909）德国 SO2 + O2 = SO3 --- H2SO4 V2O5 Bodenstein