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高正中，戴洪兴 著

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• 催化
• 化学
• 实用
• 第二版
• 工业催化
• 催化剂
• 化学工程
• 反应工程
• 精细化工
• 环境催化

出版社： 化学工业出版社

ISBN：9787122119995

版次：2

商品编码：10895140

包装：平装

丛书名： 高等学校教材

开本：其他

出版时间：2012-01-01

用纸：胶版纸

页数：254

内容简介

《实用催化（第2版）》由作者多年在大学讲授催化课程的讲义经反复修改而成。共分5章：概论；催化中的吸附作用；催化剂制备；催化剂表征与测试；催化剂的失活。书中对多相催化的吸附作用进行了较深入仔细的讨论，以使读者建立正确的基本概念；对催化过程的核心问题--催化剂，关于其制备和表征的方法和原理做了全面介绍，其中涉及新概念的内容讨论较细。在讲清讲透基本概念、基本理论的基础上注重与应用的紧密结合。
《实用催化（第2版）》与大学三年级前的课程有很好的衔接。每章附有适量习题，以考核学生综合运用所学知识分析问题、解决问题的能力。
《实用催化（第2版）》可作为理工科大学应用化学、精细化工、石油化工、化工工艺、工业催化等专业的催化课程教材或参考书，也可以作为非催化专业化学化工研究生的教材和供有关专业技术人员参考。

目录

第1章 概论
1.1 引言
1.2 有关催化作用和催化剂的定义、概念
1.2.1 催化作用
1.2.2 催化剂的活性，选择性和寿命
1.2.3 补偿效应
1.3 催化剂的组成、成分
1.3.1 工业催化剂一般需考虑的问题
1.3.2 催化剂成分
1.3.3 实例
1.4 催化体系的分类
习题
第2章 催化中的吸附作用
2.1 固体的表面结构
2.1.1 晶体结构和晶面
2.1.2 晶体的不完整性
2.1.3 晶体的表面与体相的比较
2.1.4 晶体表面能量的不均匀性
2.1.5 晶体的不完整性与催化作用
2.2 分子在固体表面的吸附
2.2.1 物理吸附与化学吸附
2.2.2 吸附质的可动性
2.2.3 吸附的位能曲线
2.2.4 化学吸附的类型和表面中间物的命名
2.3 吸附热
2.3.1 吸附热的测定及其结果的复验性
2.3.2 化学吸附热的计算
2.3.3 化学吸附热和反应热
2.3.4 化学吸附热随吸附量的变化
2.4 晶体的电子结构
2.4.1 分子轨道理论和固体能带模型
2.4.2 价键理论
2.4.3 表面态和表面不饱和
2.5 金属上的化学吸附
2.5.1 金属的化学吸附活性
2.5.2 化学吸附中的几何因素
2.5.3 吸附与催化--火山形原理
2.5.4 一些气体的化学吸附态
2.6 半导体氧化物上的化学吸附
2.6.1 非化学计量的氧化物
2.6.2 半导体氧化物的能带结构
2.6.3 边界层理论
2.6.4 半导体氧化物上化学吸附的特点
2.6.5 一些气体化学吸附的机理
2.7 绝缘体氧化物上的化学吸附
习题
第3章 催化剂制备
3.1 催化材料的类别
3.2 催化剂的类型
3.3 单一活性组分和载体
3.3.1 金属盐溶液
3.3.2 有控制的沉淀过程
3.3.3 凝聚和胶凝过程
3.3.4 洗涤和过滤
3.3.5 干燥
3.3.6 焙烧
3.4 二元氧化物
3.4.1 SiO2Al2O3
3.4.2 NiOAl2O3
3.5 活性组分的沉积
3.5.1 沉淀
3.5.2 吸附
3.5.3 离子交换
3.5.4 浸渍
3.5.5 活化
3.6 浸取
3.7 特殊类型
3.7.1 混合氧化物
3.7.2 黏结的氧化物
3.7.3 金属网
3.7.4 蜂窝结构的单块
3.8 催化剂成型
3.8.1 压片
3.8.2 挤条
3.8.3 成球
3.8.4 薄片和锭剂
3.8.5 粒状
3.8.6 粉状
3.9 催化剂的工业制造
3.9.1 实验室制法的重复和放大
3.9.2 连续的单元操作
3.9.3 节能和环境控制
3.9.4 对多种产品的适应性
3.9.5 机密性、秘密和诀窍保护
3.10 纳米催化剂
3.10.1 固相合成法
3.10.2 气相合成法
3.10.3 液相合成法
3.11分子筛
3.11.1 简介
3.11.2 沸石分子筛的结构
3.11.3 沸石分子筛的命名
3.11.4 沸石分子筛的合成
3.12有序介孔材料的合成
3.12.1 有序介孔硅材料的合成
3.12.2 有序介孔碳材料的合成
3.12.3 有序介孔金属氧化物的合成
3.13 三维有序大孔材料的合成
习题
第4章 催化剂的表征与测试
4.1 比表面积
4.1.1 物理吸附等温线
4.1.2 BET方程
4.1.3 BET法测算比表面积
4.1.4 实验方法要点
4.2 孔结构（孔隙组织）
4.2.1 比孔容的测量
4.2.2 用汞孔率计测定孔结构
4.2.3 气体物理吸附法测定孔结构
4.2.4 氮吸附法与压汞法测定孔径分布结果的比较
4.2.5 微孔体积的测定
4.3 颗粒性质
4.3.1 颗粒大小及其分布
4.3.2 密度
4.4 机械性质和热性质
4.4.1 机械性质
4.4.2 热性质
4.5 本体性质
4.5.1 组成
4.5.2 相结构
4.6 表面性质
4.6.1 组成
4.6.2 形貌和结构
4.6.3 分散度（dispersion）
4.6.4 不均匀性
4.7 活性
4.7.1 实用的活性测试
4.7.2 测试动力学活性需考虑的问题
4.7.3 反应器科学中的基本概念
4.7.4 常用的实验室催化反应器
习题
第5章 催化剂的失活
5.1 结焦
5.2 金属污染
5.3 毒物吸附
5.3.1 金属催化剂的中毒
5.3.2 半导体氧化物催化剂的中毒
5.3.3 固体酸催化剂的中毒
5.3.4 毒物的结构和性质对其毒性的影响
5.3.5 不同催化剂的耐毒性比较
5.3.6 中毒与反应条件
5.3.7 中毒与诱导期
5.3.8 选择中毒
5.4 烧结
5.5 生成化合物
5.6 相转变和相分离
5.7 活性组分被包埋
5.8 组分流失和挥发
5.9颗粒破裂
5.10结污
5.11催化剂失活研究实例
5.11.1 汽车尾气催化剂的失活
5.11.2 铂催化重整催化剂的失活
5.11.3 SO2氧化用钒催化剂的失活
5.12 催化剂的再生和更换
习题
附录从事催化教学和科研有学位授予权的大学和科研单位名录
主题索引

前言/序言

《实用催化》第一版自1996年发行以来，读者逐渐增多，2009年第7次印刷后，化学工业出版社建议修订再版，时笔者已退休多年，乃邀请戴洪兴教授合作并主承修订之事。戴君曾在北京化工大学与笔者共事，现任教于北京工业大学环境与能源工程学院化学化工系。彼从事催化教学多年，一直采用此书作为教材；科研亦不离催化领域，论述颇丰；在教学和科研两方面皆有深厚积累。
再版保持了第一版的架构和基本内容，增添了一些新材料以反映催化科学的现状，尤其是近些年取得的新进展。在第3章催化剂制备中，介绍了几类在催化科学实践中有重要地位且有远大发展前景的催化剂。在第4章催化剂表征与测试中对几种目前经常采用的方法做了更为详细的介绍。在其他章节也做了局部增补。
书末附录汇编了从事催化教学和科研，有学位授予权的大学和科研单位名录，与第一版时的名录相比，有了很大的扩展。
北京工业大学邓积光博士参与了第2～4章内容的修订工作，张磊博士、夏云生博士和刘雨溪博士参与了资料收集、图表制作和文字录入的工作，在此表示衷心感谢。希望读者对本书不吝指正。
高正中
2011年5月
第一版前言
20世纪以来，化学工业的品种和规模的巨大增长无不借助催化剂，从世纪初合成氨的工业化、50年代以后石油化学工业和高分子工业的兴起、乃至60年代以后解决环境保护问题都与使用催化剂相关，现代化的化工和石油加工过程约90%是催化过程。目前，催化剂的用途可分为三大方面：（1）汽车排气净化；（2）矿物燃料加工；（3）化学品制造。催化剂在经济和社会发展中的作用是显而易见的。
催化科学具有跨接多种学科的特点，例如催化剂的合成涉及无机化学、胶体及界面化学、固态化学、金属有机化学、各种化工单元操作等；催化剂的表征涉及结构化学、表面科学、波谱学等；催化过程的研究涉及化学动力学、化学动态学、反应工程学等；催化科学正在多种生长点上蓬勃地发展着。我国自50年代开始有催化的系统教学和科研，目前已有45所大学和科研单位培养各种学位的催化专门人才，开设催化课程的单位还不止此数。
本书是笔者多年来在大学讲授催化课程的讲义经反复修改而成（听课的有应用化学专业、精细化工专业本科生、物理化学师资班，工业催化专业研究生）。如何在有限的50多学时课程内使学生对涉及面甚广的催化科学有一个基本的正确的了解，是笔者在教学实践中努力的目标。
本书主要讨论工业上应用最广的多相催化，共分五章：第一章介绍一些基本概念；第二章对多相催化中起关键作用的一步--吸附进行了较深入仔细的讨论；催化过程的核心问题--催化剂，关于其制备和表征的方法和原理在第三章和第四章作了全面介绍；第五章讨论了催化剂使用中的失活问题。
本书在阐述一些概念和原理时，有意识地介绍了对它们的认识的螺旋发展过程，旨在培养学生树立唯物辩证法的世界观和方法论。在讲清讲透基本理论、基本概念的基础上，注重与应用的紧密结合。充分注意了与大学前三年课程的衔接。每章附有适量习题，利于学生加深对内容的理解和掌握，并考核自己综合运用所学知识分析问题、解决问题的能力。
书末附录汇编了从事催化教学和科研、有学位授予权的大学和科研单位名录，一则反映现状，二则可供有意深造者参考。最后有主题索引以方便读者。
北京钢铁研究总院瞿存德高级工程师参加了第4章的编写，北京图书馆高瑞晶女士协助资料收集和索引的编写。
本书的出版得到北京化工大学教材建设委员会的支持；北京工业大学李琬教授，北京化工大学焦书科教授、王作新教授，北京化工研究院李雨芳高级工程师都曾给予关心、帮助和支持，在此表示衷心感谢。
高正中
1996年1月

《材料科学中的先进表征技术》 内容简介 本书旨在全面而深入地介绍当前材料科学研究领域中最为前沿和关键的先进表征技术。随着纳米科技和新能源材料的快速发展，对材料微观结构、化学成分、电子态及动态行为的精确、多尺度、原位（in-situ）探测能力成为推动科学突破和工程应用的核心驱动力。本书系统梳理了从宏观到原子尺度的多种表征方法，重点突出其背后的物理原理、实验操作的复杂性、数据解析的挑战，以及在解决实际材料科学问题中的独特优势。 第一部分：结构与形貌的精细刻画 本部分聚焦于如何获取材料的三维空间结构信息，这是理解材料性能的基石。 第一章：高分辨透射电子显微镜（HRTEM）与扫描透射电子显微镜（STEM）的最新进展 详细阐述了球差校正技术的突破如何将TEM的空间分辨率推至亚埃（sub-Ångström）级别，实现对晶格缺陷、晶界结构乃至单原子位点成像的能力。内容涵盖高角度环形暗场（HAADF-STEM）成像对原子序数的敏感性，并深入探讨了低角度环形暗场（LAADF）以及环形明场（BF）技术在解析晶格畸变和电子密度分布中的应用。特别关注了同步辐射光源驱动下的高速成像技术，以捕捉快速的结构弛豫过程。 第二章：聚焦离子束（FIB）与三维层析成像技术 讲解了FIB在材料制备中的精确性，特别是其作为样品加工工具的角色。重点介绍了聚焦离子束结合电子显微镜（FIB-SEM/TEM）的序列切片与重建（Serial Sectioning and Reconstruction）技术，用于构建复杂多相材料的3D化学和结构图谱。讨论了例如电子束层析成像（ET）和X射线断层扫描（XRT）在处理非晶或多孔材料方面的互补作用。 第三章：同步辐射小角X射线散射（SAXS）与广角X射线衍射（WAXD） 深入解析了SAXS在研究纳米粒子尺寸分布、聚合物链形貌及软物质组装结构中的定量分析方法。WAXD部分则侧重于高能同步辐射光源带来的高通量和高分辨率衍射数据，如何应用于原位应力/应变分析（In-situ Stress/Strain Mapping）以及快速相变动力学的追踪。 第二部分：化学成分与电子态的探秘 理解材料中原子是如何排列，以及它们所处的电子环境，是设计新功能材料的关键。 第四章：X射线光电子能谱（XPS）与俄歇电子能谱（AES）的深度分析 详细讨论了XPS的谱学解析技巧，如何区分不同价态和化学环境下的元素信号。强调了在非导电和湿敏感样品处理中，如何有效避免充电效应和环境污染。AES作为表面敏感技术，其在半导体材料界面分析和薄膜界面扩散研究中的优势被着重阐述。 第五章：电子能量损失谱（EELS）在原子尺度上的应用 EELS作为STEM联用技术的核心，本书对其高阶结构（如XANES/EXAFS的电子模拟版本）的解析进行了详尽论述。内容包括如何从EELS谱峰的形状、展宽和位置提取元素价态、轨道填充信息（如3d/4d轨道杂化）以及局部电荷转移情况。特别分析了能量分辨率对准确识别低浓度掺杂元素的重要性。 第六章：二次离子质谱（SIMS）与拉曼光谱的痕量与环境分析 SIMS部分聚焦于其极高的灵敏度，可达ppt级别，尤其在同位素示踪和半导体掺杂深度剖面分析中的应用。拉曼光谱部分则不再局限于简单的峰位识别，而是深入探讨了非线性拉曼效应（如表面增强拉曼散射SERS），以及如何利用拉曼成像技术绘制材料的局部化学应力场和晶格振动模式分布图。 第三部分：动态与原位（In-Situ）表征的前沿 现代材料科学要求对材料在真实工作条件下的行为进行实时监控，本部分集中介绍了如何将表征技术与外部刺激（如温度、电场、光照、反应气体）相结合。 第七章：原位电化学/光电化学环境下的电子与结构表征 详细介绍了如何设计和操作专用的原位反应池，将TEM、XPS或XRD与电池充放电循环、催化反应环境同步进行。重点讨论了如何区分表面活性物种和体相材料的变化，以及对界面阻抗和反应中间体的实时监控技术。 第八章：时间分辨光谱学与超快动力学 本章涉及的时间尺度已进入飞秒（femtosecond）至纳秒（nanosecond）范围。内容包括飞秒激光泵浦-探测（Pump-Probe）技术在研究光激发载流子动力学、电子-声子耦合以及晶格弛豫过程中的应用。强调了如何通过不同延迟时间的测量，构建材料能量耗散的完整路径图。 第九章：多尺度耦合与数据集成方法论 最后，本书强调了单一技术无法解决复杂材料问题的现实。本章探讨了如何有效整合来自不同尺度的表征数据——例如，将宏观力学测试结果与微观晶界结构变化关联起来，将SAXS获得的介观尺度信息与STEM获得的原子尺度缺陷信息进行数字化匹配，构建更可靠的材料性能预测模型。介绍了先进的数据科学工具在处理高维表征数据时的作用。 本书面向材料科学、化学、物理学及相关工程领域的研究生、博士后研究人员以及资深科研工作者，旨在提供一个技术深度与应用广度兼备的参考指南。

评分☆☆☆☆☆

读完这本书，我最大的感受是催化科学的博大精深与蓬勃发展。作者在介绍基础概念的同时，并没有回避该领域前沿的研究动态。从纳米催化到生物催化，再到光催化和电催化，书中都给予了相当的篇幅进行阐述，并且引用了大量最新的研究成果和文献。这让我意识到，催化科学并非一个停滞不前的学科，而是在不断地创新与突破中向前发展。尤其是在绿色化学和可持续发展的背景下，催化剂在解决能源危机、环境保护等重大问题上扮演着越来越重要的角色。书中关于催化剂在新能源（如燃料电池、太阳能制氢）和环境治理（如汽车尾气催化转化、工业废气处理）方面的应用，让我看到了催化科学的广阔前景和巨大的社会价值。我发现，这本书不仅仅是关于“如何做催化”，更是关于“为什么要做催化”的深刻思考。它激发了我对这个领域的强烈兴趣，并让我对接下来的学习和研究充满了期待。这本书为我打开了一个全新的视野，让我看到了催化科学在解决人类面临的重大挑战方面的潜力。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我的感觉就像是在一位经验丰富的化学家工作室里进行了一次深入的交流。作者的语言风格虽然严谨，但却充满了对科学的热情和对知识分享的渴望。他不仅仅是罗列事实和理论，更是在引导读者去思考“为什么”和“如何”。书中对各种催化剂的性质、结构与性能之间的关系进行了深入的探讨，并用大量的实验数据和图谱来佐证。尤其是在催化剂表征方法这一章节，详细介绍了各种谱学、显微镜学技术在研究催化剂上的应用，这对于理解催化剂的微观世界至关重要。我特别喜欢书中关于催化剂设计策略的讨论，作者提出了一系列指导性的原则，例如“结构决定性质”、“组分协同效应”等，这些都为我未来的催化剂设计提供了宝贵的思路。读这本书的过程中，我仿佛能够感受到作者在实验室里反复试验、不断探索的过程，这种真实的研究体验感，是其他很多教材所无法比拟的。它让我认识到，催化研究不仅仅是理论推演，更是充满实验智慧的艺术。

评分☆☆☆☆☆

这本书带给我的，是一种如同拨云见日般的清晰感。我一直对催化这个领域感到好奇，但总觉得它笼罩着一层神秘的面纱，很多概念似懂非懂。然而，当我开始阅读《实用催化（第2版）》时，我发现我的困惑逐渐烟消云散。作者的叙述方式非常生动，他善于用类比和实例来解释复杂的催化原理，比如将催化剂比作“化学反应的媒人”，将催化过程比作“生产线上高效运转的流水线”。书中不仅仅是理论的堆砌，更强调了“实用”二字，从催化剂的选择、制备、表征到催化反应的优化设计，都给出了非常具体的操作指导和注意事项。尤其让我印象深刻的是关于催化剂失活与再生部分的讲解，这对于实际的工业应用来说至关重要。书中列举了多种导致催化剂失活的原因，并提出了相应的解决策略，这让我对催化剂的寿命和维护有了更深的认识。整体而言，这本书的逻辑结构非常清晰，循序渐进，能够引导读者逐步深入了解催化科学的各个方面。它不仅是一本教科书，更像是一位经验丰富的导师，在我学习的道路上给予我宝贵的指导。

评分☆☆☆☆☆

这本书的出版，无疑为催化研究领域的研究者和学习者提供了一份宝贵的参考。其内容覆盖面之广，论述之深入，都足以令我赞叹。我尤其欣赏作者在处理一些复杂概念时的耐心和细致。例如，在讲解不同类型催化剂的制备方法时，作者并没有一概而论，而是针对不同催化剂的特点，提供了详细的操作步骤和关键参数的控制要点。对于如何选择合适的催化剂来解决特定的化学反应问题，书中也给出了一套行之有效的思路。这让我明白，催化剂的选择并非盲目，而是需要结合反应的类型、条件以及期望的产物来综合考量。此外，书中还涉及了催化反应动力学和热力学分析，这对于深入理解催化过程的本质至关重要。总而言之，这本书是一部集理论性、实践性和前瞻性于一体的力作，它不仅能够帮助读者建立起扎实的催化科学基础，更能激发其在催化研究领域进行更深入探索的兴趣。对于任何想要深入了解催化科学的人来说，这本书都绝对值得拥有。

评分☆☆☆☆☆

一本厚重的书，封面低调，带着一丝学究气。翻开它，扑面而来的是严谨的学术气息，文字密集，公式和图表穿插其中，看得出来作者在内容上花了巨大的心血。作为一名刚刚接触催化领域的学生，我感到既兴奋又略带压力。书中对催化剂的分类、机理、设计和应用进行了系统性的介绍，从基础理论到前沿研究，几乎无所不包。尤其是关于多相催化和均相催化在工业生产中的应用案例，简直是一本活的工业催化百科全书。读的过程就像是在爬一座巍峨的山峰，每翻一页，都感觉对催化世界的理解更深一层，但同时我也明白，这座山峰的顶端，还有更广阔的天地等待我去探索。书中的一些概念，例如“活性位点”、“催化循环”、“选择性控制”等，需要反复琢磨才能真正领会其精髓。对于初学者来说，这或许是一本需要耐心和毅力的读物，但正是这种深入浅出的讲解，让我看到了催化科学的魅力所在，它不仅关乎化学反应的加速，更是连接理论与实践、驱动工业进步的关键。我期待能通过这本书，为我的催化学习之路打下坚实的基础，未来能够运用这些知识去解决实际问题。

评分☆☆☆☆☆

实用催化（第2版）与大学三年级前的课程有很好的衔接。每章附有适量习题，以考核学生综合运用所学知识分析问题、解决问题的能力。

评分☆☆☆☆☆

北京工业大学邓积光博士参与了第2～4章内容的修订工作，张磊博士、夏云生博士和刘雨溪博士参与了资料收集、图表制作和文字录入的工作，在此表示衷心感谢。希望读者对本书不吝指正。

评分☆☆☆☆☆

催化科学具有跨接多种学科的特点，例如催化剂的合成涉及无机化学、胶体及界面化学、固态化学、金属有机化学、各种化工单元操作等催化剂的表征涉及结构化学、表面科学、波

评分☆☆☆☆☆

第一版前言

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催化科学具有跨接多种学科的特点，例如催化剂的合成涉及无机化学、胶体及界面化学、固态化学、金属有机化学、各种化工单元操作等催化剂的表征涉及结构化学、表面科学、波

评分☆☆☆☆☆

很喜欢高正中，戴洪兴，他的每一本书几本上都有，这本实用催化（第2版）很不错，实用催化（第2版）由作者多年在大学讲授催化课程的讲义经反复修改而成。共分5章概论催化中的吸附作用催化剂制备催化剂表征与测试催化剂的失活。书中对多相催化的吸附作用进行了较深入仔细的讨论，以使读者建立正确的基本概念对催化过程的核心问题--催化剂，关于其制备和表征的方法和原理做了全面介绍，其中涉及新概念的内容讨论较细。在讲清讲透基本概念、基本理论的基础上注重与应用的紧密结合。

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实用催化（第2版）与大学三年级前的课程有很好的衔接。每章附有适量习题，以考核学生综合运用所学知识分析问题、解决问题的能力。

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第一版前言