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40-《工业催化Ⅱ——应用化学、材料化学、化学工程与技术》课程大纲

发布时间:2018-04-26 17:43

一、 课程名称:工业催化 

二、 课程代码:CHEM30440

三、 学时和学分:32学时,2学分

四、 适用专业:应用化学、材料化学、化学工程与技术

五、 先修课程:无机化学、有机化学、物理化学、化工原理

六、 使用教材:《工业催化》黄仲涛主编,化学工业出版社,2004.6

七、 参考书目

[1] 《催化原理导论》,阎子峰,化学工业出版社,2006
[2] 《纳米催化技术》,阎子峰,化学工业出版社,2003 
[3] 《工业催化过程导论》,顾伯锷、吴震霄编著高等教育出版社,1990
[4] 《催化剂工程导论》,王尚弟,孙俊全,化学工业出版社,2001
[5] 《催化剂与催化作用》,王桂茹,大连理工大学出版社(第二版),2004

八、 课程描述

《工业催化》是应用化学本科专业一门专业基础课,课程的主要内容是讲述各类催化剂的组成、结构、性质及其作用原理,并重点介绍石油炼制及化工过程中催化作用的基本原理,基本催化材料的结构与性能特色,培养学生综合应用物理化学、无机化学、有机化学、反应工程、石油化学的相关知识,初步了解催化新材料、纳米催化技术等学术前沿,认识催化剂在能源、化工与环境可持续发展过程中的重要地位,为其从事能源、化工、环境与材料方面的工作打下必要基础。通过该课程的教学活动,把培养学生的科学观、社会观、价值观结合起来,全面提高学生的科学素养,培养出基础扎实、知识面宽、具有开拓创新能力的能接受新世纪挑战的人才。

九、 教学目标

通过本课程的学习,让学生了解催化与现代化工、能源与环境的关系及其作用;掌握催化作用的基本原理及思想方法;掌握典型催化剂及其催化理论;掌握重要石油加工过程中的催化剂及作用原理。

通过课堂教学、讨论以及小课题研究,培养学生发现、分析和解决问题的能力,终身学习的能力,具有科学研究、技术开发和技术革新的初步能力以及具有合理抽象、逻辑推理、物理现象综合分析的能力。使其勤于思考,善于钻研,具有批判性思维和创意创新意识,对新产品、新工艺、新技术和新设备进行研究、开发和设计怀有浓厚的兴趣,富有探索精神并渴望解决问题,具有较宽背景学科的综合素养。

章节

知识贡献

教学要求

学时

第一章

绪论

① 催化发展史

② 催化发展新领域

了解催化与现代化工、能源与环境的关系及其作用;了解催化学科学的发展简史和发展趋势。

2

第二章

催化作用与催化剂

① 催化作用的定义和特征

② 催化剂的组成

③ 催化剂分类及用途

掌握催化作用与催化剂方面的概念

2

第三章

吸附与多相催化

① 多相催化反应过程的主要步骤

② 物理吸附与化学吸附区别

③ 吸附位能曲线

④ 吸附类型及吸附等温式

⑤ 金属和氧化物表面的化学吸附

理解催化剂的吸附作用;掌握多相催化的反应步骤;掌握吸附热及Langmuir吸附等温式;掌握金属和氧化物表面的化学吸附

2

第四章

酸碱催化剂及其催化作用

① 酸碱定义

② 酸碱催化剂分类

③ 固体表面酸类型、鉴定及测量

④ 酸碱中心的形成与结构

⑤ 常见酸碱催化剂催化作用

掌握酸碱催化剂及其催化作用

4

第五章

分子筛催化剂及其催化作用

① 分子筛的命名、分类及构成

② 晶穴、晶孔和孔道

③ 常见的分子筛构型

④ 沸石分子筛的催化作用特点 

掌握分子筛催化剂及其催化作用

4

第六章

金属催化剂及其催化作用

① 金属催化剂的分类、特性及应用

② 金属的电子组态与气体吸附能力间的关系

③ 能带理论、价键理论及配位键理论

④ 金属催化剂催化作用 

掌握金属催化剂及其催化作用

4

第七章

金属氧化物催化剂及其催化作用

① 金属氧化物催化剂概述 

② n型半导体与p型半导体

③ 半导体催化剂化学吸附

④ 金属氧化物催化剂氧化还原机理

⑤ 晶体配位场理论

掌握金属氧化物硫化物及其催化作用

4

第八章

络合催化剂及其催化作用

① 络合催化剂概述

② 过渡金属络合物的成键理论

③ 络合物催化剂中常见的配位体及其分类

④ 络合物反应机理

⑤ 络合催化剂的络合催化实例分析

掌握络合催化剂及其催化作用

4

第九章

工业催化剂的制备与使用

① 催化剂制备概述

② 沉淀法、溶胶-凝胶法 

③ 微乳化制备技术、熔融法 

④ 混合法

⑤ 浸渍法、离子交换法、沉积沉淀法 

掌握催化剂的制造过程;掌握常见的工业催化剂制备方法

4

第十章

工业催化剂的活性评价与宏观物性的表征

① 催化剂表征概述

② 常见的催化剂表征方法

掌握催化剂的评价内容;掌握常见的工业催化剂活性评价与宏观物性的表征方法

2

十、 教学方法

教学手段为多媒体教学。对基础知识,以教师讲授为主,着重介绍相关概念的发展、公式推导过程,使学生能全面、系统地掌握相关知识。对前沿应用知识,组织学生根据已经学习的基本知识进行讨论,使学生明确基本知识的应用条件及应用方法。对背景性知识和部分非重点知识,指导学生课后查阅参考书和文献,让学生对相关知识有一定了解。

十一、 考核及成绩评定方式

考核方式:闭卷考试和平时成绩。

成绩评定方式:采用平时成绩(出勤情况、课堂表现、作业情况)占30%,考试成绩占70%

大纲制定人:陈四国

大纲审定人:向斌

制定时间:2014-4-21