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1、工业催化Industrial Catalysis课程代码：13410104学 分：2学 时：32 （其中：课堂教学学时：32实验学时：0上机学时：0课程实践 学时:0 ）先修课程：有机化学，物理化学，化工原理，化工热力学，化学反响工程适用专业：化学工程与工艺教 材：工业催化，黄仲涛，耿建铭，科学出版社，2014年第三版。一、课程性质与课程目标（-）课程性质掌握工业催化的基本原理；掌握催化研究的一般方法；了解工业催化领域的新动向。（二）课程目标课程目标1: 了解催化作用的基本原理，并能够将催化作用原理应用于解决具体的化工过程中。课程目标2：学会各种催化剂的制备方法，能够对催化剂进行设计、开发，并
2、能够利用各种绸 缎对催化剂进行表征。课程目标3：能够将催化理论用于解决化工过程中涉及到的环境问题，利用催化方法记性污染 物的控制与处理。课程目标4： 了解新能源、燃料等新兴领域中催化技术的应用，学习生物催化技术。（三）课程目标与专业毕业要求指标点的对应关系本课程支撑专业培养计划中毕业要求指标点2-1、6-2、7-1 o1 .毕业要求2-1:能够识别和判断复杂化学工程问题的关键环节；2 .毕业要求6-2：能正确认识化学工程领域新产品、新技术、新工艺、新材料的开发和应用 对客观世界和社会的影响；3 .毕业要求7-1：能够理解化工产业对环境保护和社会可持续开展的内涵和意义课程目标毕业要求指标课程目标
3、1课程目标2课程目标3课程目标4毕业要求2-1/毕业要求6-2毕业要求7-1三、课程内容与教学要求第一章绪论（一）课程内容介绍本课程的任务、目的和课程的主要研究内容，介绍本课程的开展简史。（二）教学要求1. 了解本课程的主要研究对象和研究内容。2. 了解新的催化技术，学会运用工业催化的参考书和主要学术期刊。第二章固体催化剂的结构基础（一）课程内容1 .固体中键合结构类型；2 .晶体结构：学习晶格、晶面及其标记方法，学习外表侧的气-固介层结构，学习催化剂载体 的结构；3 .分子外表化学：学习结晶外表的集合结构特征、外表的弛豫和重构；4 .固体能带结构简介；5 .纳米材料结构。（二）教学要求1 .
4、掌握晶体的结构，了解分子外表化学的相关理论与知识。2 . 了解固体能带理论。3 .对纳米材料的结构有明确的认识。第三章吸附、催化作用与催化剂（一）课程内容1 .催化作用与催化剂：学习催化作用的定义和特征，了解掌握催化剂组成与载体的功能；2 .三个重要的催化概念；3 .分子的化学吸附：学习等温吸附式，学习金属、氧化物外表上的化学吸附；4 .多相催化的反响步骤：外扩散与扩散系数、内扩散与扩散系数，反响物分子的化学吸附，表 面反响；5 .酸碱催化剂及其催化作用：掌握固体酸、碱的分类和定义，学习固体外表酸性的测定，算中 心的结构，固体酸碱的催化作用，固体超强酸，杂多酸等；6 .非纳米分子筛催化剂及其催
5、化作用：分子筛的结构，分子筛催化剂的催化性能与调变，介孔 分子筛催化剂；7 .金属催化剂及其催化作用：金属外表的化学键，负载型金属催化剂，合金催化剂，非晶态金 属催化剂；8 .金属氧化物催化剂及其催化作用：半导体能带结构，复合金属氧化物催化剂的结构；金属硫 化物催化剂及其催化作用：加氢脱硫，重油的加氢精制。（二）教学要求1 . 了解催化作用的基本原理和特征、工业催化剂的基本要求。2 .理解催化作用对化学反响的选择性和热力学平衡原理对催化作用的制约。3 .物理吸附与化学吸附在催化作用与催化研究中的应用。4 .掌握多相催化中的吸附原理。5 .掌握各类催化剂与催化作用，包括酸碱催化、分子筛催化、金属
6、催化、络合催化、氧化物与 硫化物催化等。（三）重点与难点.重点催化作用的特征。1 .难点吸附理论。第四章络合催化与聚合催化（-）课程内容1 .概论；2 .过渡金属离子的化学键合；3 .络合催化中的络合活化；4 .络合催化循环;5 .配位场的影响；6 .均相络合催化的固相化技术7 .无金属均相催化有机小分子催化聚合催化。（二）教学要求1. 掌握络合催化中的重要过渡金属离子与络合物，掌握配位键与络合活化；2. 了解络合催化中的几个关键步骤；掌握络合催化加氢、催化氧化、异构化、黑基合成与甲酰 化、甲醇络合戮化合成乙酸等络合催化循环。3. 了解配位场对络合催化的影响，掌握络合催化剂固载化技术，掌握聚合
7、催化的一般原理。（三）重点与难点.重点过渡金属离子的化学键合。1 .难点络合催化循环。第五章环境保护催化与环境友好催化技术（一）课程内容1 .环境经济的提出和环境友好概念的产生；2 .空气污染治理的催化技术；3 .工业废液的催化净化技术；4 .大气层保护与催化技术；5 .环境友好催化技术；6 .光催化在环境科学中的应用和光催化。（二）教学要求1 .理解环境有好催化的基本概念，学习该种催化方法。2 . 了解包括空气污染治理的催化技术、工业废液的催化净化技术、大气层保护与催化技术、环 境友好催化技术和光催化技术在环境科学中的应用。3 .掌握各类污染物智力的环境友好技术。（三）重点与难点.重点原子经
8、济反响。1 .难点环境友好催化。第六章新能源和燃料工业用催化技术(-)课程内容1 .当前能源的结构及存在的问题；2 .能源、能源载体和转换路线；3 .资源和环境对能源开发的制约；4 .经洁净技术处理的氢解能源；5 .天然气能源；6 .氢能与“氢经济”；7 .燃料电池；8 .煤的新应用。(二)教学要求1 . 了解当前能源的结构与存在的问题。2 .了解能源转化的路线、能源的开发与清洁能源。3 .掌握各种新型的能源，包括：天然气能源、氢能源、燃料电池以及煤的新作用等。4 . 了解各种新型能源，掌握能源开发过程中的催化技术。第七章生物催化技术(-)课程内容1 .生物催化剂的类别；2 .生物催化反响的特
9、征；3 .酶的系统分类和系统命名；4 .酶的功能与反响动力学；5 .影响酶催化反响的因素；6 .生物催化技术的应用；7 .生物催化的开展趋势。(二)教学要求1. 了解和掌握生物催化剂的类别、生物催化反响的特征，研究酶催化技术，主要包括：酶的系统命名、酶的功能与反响动力学、影响酶反响的因素等。2 .掌握生物催化的基本原理。3 .了解酶催化的作用机理。第八章精细有机合成和药物、调制剂生产的催化策略技术（-）课程内容1 .概述；2 .环境友好的CH键氧化；3 .作为活化手段的氢键。（二）教学要求1 .学习和掌握精细有机合成的催化技术。2 . 了解调制剂生产的催化技术。第九章微动力学分析法与工业催化剂
10、设计（-）课程内容1 .微动力学分析法概述；2 .微动力学分析法案例分析；3 ,工业催化剂的设计；4 .催化剂的类型设计法；5 .计算机辅助催化剂设计简介；固体催化剂设计新思路。（二）教学要求1 .学会运用为动力学分析法分析具体的工业催化过程；2 .学会设计各种不同类型的工业催化剂。3 . 了解计算机辅助设计和固体催化剂设计的新思路。（三）重点与难点.重点工业催化剂的设计。1 .难点催化剂类型设计法。第十章工业催化剂的制备与使用（一）课程内容1 .工业催化剂的制备：沉淀法、浸渍法、混合法、离子交换法、熔融法；2 .催化剂制备技术新进展：微乳液技术、溶胶-凝胶技术、超临界流体技术、膜技术；3 .
11、工业催化剂的使用：运输、贮存和填装，升温还原，开车、停车，催化剂的使用失活与再生。（二）教学要求1 .介绍工业催化剂的制备与使用方法。2 .学会各种制备方法有沉淀法、浸渍法、混合法与离子交换法等。3 .掌握催化剂在使用过程中的具体方法。（三）重点与难点.重点工业催化剂的制备与使用。1 .难点催化剂制备技术新进展。第十一章工业催化剂的评价与宏观物性的测试（一）课程内容1 .催化剂活性测试的基本概念：活性测试目标，实验室活性测试反响器的类型及应用；2 .催化剂活性测定：活性测定方法，测定实例；3 ,催化剂的宏观物性及其测定：外表积、孔结构、机械强度等；4 ,催化剂抗毒性能的评价；工业催化剂寿命的考
12、察：影响寿命的因素，寿命测试。（二）教学要求1 . 了解催化剂的实验室评价方法。2 .了解催化反响器的类型与使用条件。3 .学会实验室催化剂的评价方法。（三）重点与难点.重点催化剂的评价与测试。1 .难点测试方法。第十二章催化剂表征的现代物理方法（一）课程内容介绍几种及表征的现代物理方法，主要包括：气相色谱技术、热分析、X射线衍射法、光谱 法、显微分析法、能谱法、核磁共振和穆斯堡尔谱等。（二）教学要求了解各种表征方法所能够给出的具体信息。（三）重点与难点.重点各种测试方法。1 .难点测试结果的分析。三、学时分配及教学方法章（按序填写）教学形式及学时分配主要教学方法支撑的课程目标课堂教学实验上机
13、课程实践小计第1章绪论10001讲授法2、3、4第2章30003讲授法1、2第3章50006讲授法1、2第4章40004讲授法1、2第5章20002讲授法3、4第6章10001讲授法3、4第7章0.50000.5讲授法3、4第8章0.50000.5讲授法3、4第9章20002讲授法1、2第10章50006讲授法1、2第11章40004讲授法1、2第12章20002讲授法1、2四、课程考核考核形式考核要求考核权重备注平时作业平时留1-2个大作业，主要考核学生对每节课知识点的复 习、理解和掌握程度，计算全部作业的平均成绩再按10% 计入课程总成绩。0.1考勤及课堂小练习出勤率高，不无故旷课；无迟到
14、早退现象；课堂上积极与 教师互动；课堂上活跃积极主动回答教师提出的问题。以 随机的形式，在每章内容进行中或结束后，随堂测试，或 课堂随机提问的方式，主要考核学生课堂的听课效果和课 后及时复习消化本章知识的能力。0.1期末考试卷面成绩（或大作业）试卷题型包括判断题、选择题、填空题、问答题和计算题 等类型题目，以卷面成绩的80%计入课程总成绩。其中考 核物理化学基础知识型题目占60%；考核针对物理化学基 础问题综合分析与验证的能力题目占40%。（大作业结合 课程内容命题，学生按照命题的具体要求完成大作业。）0.8五、参考书目及学习资料1.催化化学，主编：吴越，科学出版社，1998年增补重印。六、大纲说明1 .采用多媒体教学手段，配合工业催化过程的实例，注意学生的掌握程度和课堂的气氛;2 .本课程的考核以闭卷考试或大作业的形式进行；3 .本课程的实验在化学工程与工艺专业实验中开设，本课程不计算实验课程分数。2017年7月6日