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课程基本信息

课程编码:06B40070

课程类别:未设置

先修课程:有机化学、物理化学、分析化学、化工原理、化工热力学、化学反应工程

适用专业:英语+化学工程与工艺

开课院部:外语学院

课程负责人:
课程教学团队:
没有专业教师记录!
课程资源:
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课程展示


课程简介

通过《工业催化》课程的学习,要求学生掌握催化作用的基本规律、催化剂设计和制备过程技术、催化剂表征手段、催化剂活性评价;课程内容包括应用化学反应工程学和材料化学的原理和分析方法,解析和归纳所得数据;催化技术在环境保护、污染治理、能源利用方面的基础知识;工业催化剂开发的一般程序和方法。介绍工业催化剂的制备设计的最新知识。在讲授了催化剂工程的基本理论和方法之后,还要教授工程学的观点看问题,分析和解决问题,培养学生的国际化视野。

课程教学要求

序号

专业毕业要求

课程教学要求

关联程度

1

工程知识

学生能够应用工程知识理解工业催化的基本理论,解决实际问题,进行催化剂的设计开发、催化反应工艺的改进

H

2

问题分析

通过课程学习,学生能够分析工业催化剂的基本要求和问题

H

3

设计/开发解决方案

学生通过学习知道开发和设计新的催化剂和催化反应工艺的基本理论和方法

H

4

研究

学生理解学习催化材料的物理化学性质的研究方法

H

5

使用现代工具

学生了解现代材料表征技术,活性测试技术

H

6

工程与社会

 

 

7

环境和可持续发展

培养学生利用催化剂和催化理论的基本知识分析和解决环境、能源、资源和可持续发展问题的能力

H

8

职业规范

 

 

9

个人和团队

通过组织工业催化课外知识的讨论课,将学生分组安排课题进行资料收集和演讲,培养学生团队合作和表达能力

M

10

沟通

通过组织工业催化课外知识的讨论课,将学生分组安排课题进行资料收集和演讲,培养学生团队合作和表达能力

M

11

项目管理

 

 

12

终身学习

通过前沿讲座,向学生灌输终身学习的思想

M

 

注:“课程教学要求”栏中内容为针对该课程适用专业的专业毕业要求与相关教学要求的具体描述。“关联程度”栏中字母表示二者关联程度。关联程度按高关联、中关联、低关联三档分别表示为“H”“M”或“L”。“课程教学要求”及“关联程度”中的空白栏表示该课程与所对应的专业毕业要求条目不相关。

课程教学内容

章节

名称

主要内容

重难点关键词

学时

类型

绪论

1.1 催化剂在国计民生中的应用

1.2 催化过程研究背景

1.3 催化作用特征

14 《工业催化》课程的性质与任务

1.学科背景

2.发展历程

3.国内外现状

2

 

理论讲授

催化剂与催化作用基础知识

2.1  催化作用和催化剂的定义

2.2  催化反应和催化剂的分类

2.3  固体催化剂的组成与结构

2.4  催化剂的反应性能及工业催化剂的要求

2.5  多相催化反应体系的分析

1.转化频率,反应速率的定义和计算

2.催化剂定义的三个基本要求

3. 工业催化剂的物化性质要求

6

理论讲授

催化剂的表面吸附和孔扩散

 

3.1  催化剂的吸附作用

3.1.1  物理吸附和化学吸附

3.1.2  吸附位能曲线

3.1.3  吸附在多相催化反应中的作用

3.2  化学吸附类型和化学吸附态

3.2.1  化学吸附类型

3.2.2  化学吸附态

3.3  吸附平衡与等温方程

3.3.1  等温吸附曲线

3.3.2  等温方程

3.4  催化剂的表面积及测定

3.4.1 BET 法测比表面积

3.4.2  色谱法测比表面积

3.5. 催化剂的孔结构与孔扩散

 

1.物理化学吸附区别

2.吸附平衡线

3.扩散对催化反应的影响

6

理论讲授

酸碱型催化剂及其催化作用

 

4.1  酸碱催化剂的应用及其类型

4.1.1  酸碱催化剂的应用

4.1.2  酸碱催化剂的分类

4.2  酸碱定义及酸碱中心的形成

4.2.1  酸碱定义

4.2.2  酸碱中心的形成

4.3  固体酸性质及其测定

4.3.1  固体酸性质

4.3.2  固体酸表面酸性质的测定

4.3.3  超强酸

4.4  酸碱催化作用及其催化作用机理

4.4.1  均相酸碱催化

4.4.2  非均相酸碱催化

4.5  沸石分子筛催化剂及其催化作用

4.5.1  沸石分子筛的组成与结构特点

4.5.2  沸石分子筛的特性

4.5.3  沸石分子筛的酸碱催化性质及其调变

4.5.4  沸石分子筛的择形催化作用

4.6 典型酸催化剂催化反应剖析

4.6.1 石油烃的催化裂化

4.6.2 芳烃的异构化、歧化、烷基转移反应

4.6.3 甲醇、合成气制汽油(MTG)、烯烃(MTO)和芳烃(MTA)

 

1.固体酸强度的定义和测定,赫尔米特参数的引入

2.固体酸的演变和结构介绍

3.分子筛结构和固体材料结构知识体系,晶面、晶相概念的清晰介绍

6 学时

理论讲授

金属催化剂及其催化作用

5.1  金属催化剂的应用及其特性

5.1.1  金属催化剂的应用

5.1.2  金属催化剂的特性

5.2  金属催化剂的化学吸附

5.2.1  金属的电子组态与气体吸附能力间的关系

5.2.2  金属催化剂的化学吸附与催化剂性能的关系

5.3  金属催化剂电子因素与催化作用的关系

5.3.1  能带理论

5.3.2  价键理论

5.4  金属的晶体结构与催化作用的关系

5.4.1  金属催化剂的晶体结构

5.4.2  晶体结构对催化作用的影响

5.4.3  金属催化剂晶格缺陷和不均一表面对催化剂性能的影响

5.5 负载型金属催化剂及其催化作用

5.5.1 金属分散度与催化活性的关系

5.5.2 金属催化反应的结构敏感行为

5.5.3 金属与载体的相互作用

5.5.4 负载金属催化剂的氢溢流现象

5.6 合金催化剂及其催化作用

5.6.1 合金的分类和表面富集

5.6.2 合金的电子效应和几何效应与催化作用的关系

5.7 金属催化剂催化作用的典型剖析

5.7.1 合成氨工业催化剂

5.7.2 乙烯环氧化工业催化剂

5.7.3 催化重整工业催化剂

1.金属催化性能规律的能带理论解释

2. 金属催化性能规律的价键理论解释

3. 金属催化性能规律的配位场理论解释

4. 巴兰金理论

5. 金属晶体结构

6 学时

理论讲授和前沿讲座

过渡金属氧(硫)化物催化剂及其催化作用

 

6.1  过渡金属氧(硫)化物催化剂的应用及氧化物的类型

6.1.1  过渡金属氧(硫)化物催化剂的应用及其特点

6.1.2  过渡金属氧化物催化剂的结构类型

6.2  金属氧化物中的缺陷和半导体性质

6.2.1  半导体的能带结构和类型

6.2.2 n 型和p 型半导体

6.2.3  杂质对半导体催化剂费米能级、溢出功、电导率的影响

6.3  过渡金属催化剂的氧化-还原机理

6.4 过渡金属氧化物催化剂的氧化-还原机理

6.4.1 过渡金属氧化物催化剂的金属-氧键强度对催化反应的影响

6.4.2 金属氧化物催化剂氧化还原机理

6.5 过渡金属氧化物中晶体场的影响

6.5.1 过渡金属氧化物晶体场稳定化能

6.5.2 晶体场稳定化能对催化作用的影响

6.6 过渡金属氧化物催化剂典型催化过程分析

6.6.1 钼铋系复氧化物催化剂催化的丙烯氨氧化制丙烯腈

6.6.2 钒系复氧化物催化剂催化C4烃选择氧化制顺酐

6.6.3 尖晶石型复氧化物催化剂催化乙苯脱氢制苯乙烯

6.6.4 氧化钴(镍)-氧化钼(钨)临氢脱硫催化剂催化作用

 

  1. 半导体能带概念的解释和理解
  2. 晶体场理论的解释和理解
  3. 氧化还原机理的解释和理解
  4. 半导体掺杂对材料催化性质的影响

6 学时

理论讲授和前沿讲座

环境催化和催化研究进展

7.1 环境催化的特点和研究内容

7.2 机动车尾气净化催化技术

7.7 清洁燃料的生产和环境友好催化技术的开发

7.7.1 清洁汽油、柴油的开发

7.7.2 生物柴油

7.7.3 环境友好催化剂及催化技术的开发

 

 

4 学时

课外讨论学习

考核要求及成绩评定

序号

成绩类别

考核方式

考核要求

权重(%

备注

1

期末成绩

期末考试

闭卷

50

百分制,60分为及格

2

平时成绩

小论文或PPT报告

1次

25

优、良、中、及格、不及格

3

平时表现

出勤情况

25

2次未参加课程则无法获得学分

4

 

 

 

 

5

 

 

 

 

注:此表中内容为该课程的全部考核方式及其相关信息。

学生学习建议

1. 至少进行4个学时课外学习,总结资料,制作PPT讲述自己的理解或写小论文;

2. 关注化工新进展;

3. 学习参考课外教学资料。

 

课程改革与建设

课程文档下载

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