《工业催化基础》课程教学大纲(本科).docxVIP

《工业催化基础》课程教学大纲

英文名称：BasisofCatalysisinIndustry课程类型：专业课

课程要求：必修学时/学分：32/2

适用专业：化学工程与工艺

一、课程性质与任务

该课程的主要目的与要求是使学生掌握催化作用的基本规律、了解催化过程的化学本质、熟悉工业催化技术的基本要求和特性，培养学生对与催化剂相关问题的分析能力和解决能力。为培养上述专业的工程技术人才提供坚实的理论基础。

二、课程与其他课程的联系

本课程是一门多学科综合性很强的专业课，要求学生先修普通化学、分析化学有机化学、物理化学等基础课。由于催化剂在化学工业上应用广泛，有90%以上的化学反应过程都使用催化剂，在学习期间或之后可以安排化工工艺学、化学反应工程课程时，对更好学习和理解这些课程的内容有很大的好处。

三、课程教学目标

1．学习催化剂和催化作用基础知识和基本理论知识；掌握常催化作用特征；选用合适催化剂的能力；

2．了催化剂活化、催化剂的失活及其再生过程，具对工业催化剂评价和使用的能力；

3．掌握基本的催化剂设计和研制创新方法，培养学生追求创新的态度和意识；

4．熟悉各类催化剂的特点和应用领域，了解各类催化剂的催化理论及其应用以及影响催化作用的因素；

5．培养学生的对催化剂的制备、检测和评价的工程实践学习能力，使学生掌握典型的实验方法，获得实验技能的基本训练，具有运用催化原理解决工业催化实际问题的能力；

6．了解工业催化的前沿和新发展动向。

四、教学内容、基本要求与学时分配

序

序

号

教学内容

教学要求

对应课

学 教学

程教学

时 方式

目标

第一章催化作用与催化剂

1.1催化作用的特征

1.2催化反应和催化剂的分类

1

1.3固体催化剂的组成与结构

1.4催化剂的反应性能及要求

1.5多相催化反应体系的分析

1.掌握催化剂和催化作用定

义；

2.掌握催化剂的组成和催化作用特征及其应用；

3.了解催化剂各组成的作用；

4.熟悉对工业催化剂的要求。

6

讲授

讨论 1、2、6

第二章催化剂的表面吸附与孔内

1.了解多相催化反应步骤；

扩散

2.了解化学吸附和物理吸附的

2.1物理吸附与化学吸附

区别；

2.2化学吸附和化学吸附态

2

2.3吸附平衡与等温方程

3.掌握吸附等温方程的建立；

4.了解化学吸附对催化剂催化

4

讲授

1、6

2.4催化剂的表面积及其测量

作用的贡献。

2.5催化剂孔结构与孔内扩散

5.熟悉多相催化的动力学控

制和扩散控制的判断与消除。

第三章多相催化反应动力学基础

1.了解表面质量作用定律；

3.1吸附等温方程在多相催化

2.掌握多相催化反应动力学

反应动力学中的应用；

机理；

3.2表面化学反应控制的多相

3 催化反应动力学机理和模型的建

2.掌握表面化学反应控制的

多相催化反应动力学模型的

2

讲授

讨论

1、6

立。

建立；

3.掌握吸附等温方程及其在多

相催化反应动力学中的应用；

第四章酸碱催化剂及其催化作用

1.了解酸催化剂的特点与工业

4.1

酸、碱催化剂的应用及其

应用；

类型

2.了解固体酸、碱的定义及其

4.2

酸、碱定义及酸碱中心的

性质；

形成

3.掌握固体酸性质的测定；

4 4.3

固体酸碱性质及其形成

4.掌握固体酸、碱的成因及催

6

讲授 3~5

4.4

酸碱催化作用及其催化机

化剂酸性质与催化活性的关

理

系；

4.5

沸石分子筛催化剂及其催

5.熟悉分子筛的结构，并掌握

化作用

分子筛的离子交换特性和择

4.6

典型剖析

形催化特点；

第五章金属催化剂及其催化作用

1.了解导体催化剂的特点与工

5.1金属催化剂的应用及特性

业应用；

5.2金属催化剂的化学吸附

2.了解金属（导体）催化剂的

5.3金属催化剂电子因素与催

能带理论、价键理论和配位场

化作用的关系

理论；

5

5.4金属催化剂晶体结构与催

3.了解金属催化剂表面的几何

4

讲授

3~5

化作用的关系-

结构及多位吸附模型；

5.5负载型金属催化剂及其催

4.掌握金属催化剂催化活性的

化作用

经验规则；

5.6金属催化剂及其催化作用

5.7典型剖析

第六章金属氧（硫）化物催化剂

1.了解半导体催化剂的特点与

及其催化作用

工业应用；

6

6.1过渡金属氧（硫）化物催

化剂的应用及氧化物的类型

2.了解金属氧化物及硫化物

（半导体）催化剂的能带结构

4

讲授

3~5

6.2金属氧化物中的缺陷和半

及其催化活性；

导体性质

3.掌握半导体催化剂活性的

6.3半导体催化剂的化学吸附

调变；

与半导体电子催化理论

6.4过渡金属氧化物催化剂的

氧化－还原机理

6.5过渡金属氧化物中晶体场

的影