固体催化剂制备原理与技术2025|PDF|Epub|mobi|kindle电子书版本百度云盘下载

固体催化剂制备原理与技术PDF格式电子书版下载

注意：本站所有压缩包均有解压码： 点击下载压缩包解压工具

第1章 绪论1

1.1催化剂催化过程与国民经济1

1.2催化与化学化工过程的绿色和低碳化3

1.2.1持续发展与绿色化学3

1.2.2精细化学品合成的绿色化5

1.2.3催化与低碳化7

1.2.4催化与环境8

1.3催化剂和催化过程8

1.3.1催化剂和催化过程的发展8

1.3.2固体催化剂的一些重要性质11

1.4固体催化剂的分类12

1.5催化剂制备中的主要操作14

1.6催化材料与工业应用的催化剂16

1.7本书的思路16

参考文献19

第Ⅰ部分 本体催化剂和载体制备科学原理22

第2章 金属氧化物类22

2.1引言22

2.1.1溶度积24

2.1.2部分电荷模型25

2.2水溶液中金属阳离子26

2.2.1金属盐在水中的溶解26

2.2.2金属阳离子的水解28

2.2.3 Si（ Ⅳ）的水解29

2.2.4 Al（ Ⅲ）的水解30

2.2.5 Ⅴ（V）、Mo（Ⅵ）、W（Ⅵ）的水解30

2.3金属离子的沉淀和共沉淀31

2.3.1引言31

2.3.2沉淀32

2.3.3共沉淀40

2.3.4沉积-沉淀41

2.4水解产物-羟基化前身物的缩聚43

2.4.1羟聚作用44

2.4.2氧桥合作用44

2.4.3 Al （ Ⅲ）的缩聚44

2.4.4 Si（Ⅳ）的缩聚47

2.4.5 V （Ⅴ）的缩聚54

2.4.6钼酸盐的制备化学55

2.4.7 V/P/O混合氧化物的制备化学58

2.5络合和化学控制缩聚59

2.5.1络合作用和化学混合60

2.5.2阳离子前身物的络合作用61

2.5.3 Zr（Ⅳ）前身物的络合和缩聚62

2.6胶化和凝聚63

2.6.1胶化65

2.6.2硅胶制备中的胶化过程67

2.7超高纯金属氧化物载体的制备69

2.7.1氧化铝69

2.7.2熔融铝的浸煮71

2.7.3用铝和氯化铝制造氧化铝71

2.7.4挥发性盐类的热分解72

2.8经典的结晶理论73

2.8.1经典成核理论73

2.8.2成核研究的结果75

2.9无机纳米晶体的大小和形状的控制77

2.9.1引言77

2.9.2表面活性剂自装配胶体溶液的结构和使用79

2.9.3纳米晶体大小的控制80

2.9.4影响纳米晶体形状控制的因素81

2.10更高阶构造的自组装和杂化纳米结构的转化84

2.10.1引言84

2.10.2成核和晶体生长的动力学控制85

2.10.3晶体生长的聚集媒介路径87

2.10.4介观尺度上纳米粒子链的自装配90

2.10.5介观尺度转换和突变纳米结构91

2.10.6生物矿化中的介观尺度转化和母体-媒介成核96

2.10.7总结和展望98

参考文献98

第3章 沸石分子筛类101

3.1引言101

3.1.1沸石分子筛的一般介绍103

3.1.2沸石分子筛的分类104

3.1.3微孔沸石分子筛的一般孔道结构106

3.1.4沸石分子筛合成的简要发展历史108

3.1.5沸石分子筛的物理化学性质108

3.1.6沸石分子筛的应用109

3.2常规沸石的合成和无机阳离子114

3.2.1常规沸石分子筛的水热合成114

3.2.2 A型沸石分子筛的合成117

3.2.3 X型沸石分子筛的合成117

3.2.4 Y型沸石分子筛的合成117

3.2.5制备合成条件控制118

3.2.6沸石分子筛合成有关问题的详细讨论118

3.3有机阳离子和高硅沸石分子筛的水热合成122

3.3.1有机模板剂（结构导向剂）122

3.3.2 ZSM-5沸石分子筛123

3.3.3 ZSM-5的纯无机合成126

3.3.4沸石β合成126

3.3.5有机结构导向剂的作用127

3.4沸石分子筛构架元素的替换128

3.4.1引言128

3.4.2替换硅元素——磷铝类分子筛的合成129

3.4.3有机阳离子替换无机阳离子——高硅和全硅沸石的合成130

3.4.4 F-替代羟基离子OH-（非氢氧化物矿物化试剂）130

3.4.5硅和/或铝的部分替代——杂原子分子筛的合成131

3.4.6无水合成——分子筛的“干”合成或气相合成131

3.4.7水溶剂被替代——非水溶剂合成133

3.4.8沸石晶体间的转化——沸石转晶合成133

3.4.9种子晶体的使用136

3.5沸石分子筛的二次合成137

3.5.1引言137

3.5.2沸石的阳离子交换改性138

3.5.3沸石的脱铝改性139

3.5.4化学法脱铝补硅140

3.5.5沸石骨架杂原子的同晶置换140

3.5.6沸石分子筛的表面修饰141

3.6沸石分子筛合成机理介绍141

3.6.1沸石合成机理简介141

3.6.2沸石体系中的成核机理145

3.6.3晶体生长机理147

3.7沸石合成过程模型化进展149

3.7.1合成反应的数学模型149

3.7.2分子模拟151

3.7.3分子力学计算基础152

3.7.4 Monte Carlo拓扑的应用152

3.7.5密度函数理论153

3.7.6模拟计算中的一些问题154

3.7.7量子力学方法154

3.7.8沸石结晶动力学介绍155

3.8表面活性剂水溶液162

3.8.1引言162

3.8.2表面活性剂-水体系162

3.8.3表面活性剂囊泡体系的相转变166

3.8.4高分子表面活性剂的溶液性能168

3.9介孔材料（分子筛）水热合成169

3.9.1引言169

3.9.2介孔结构材料合成方法169

3.9.3介孔氧化硅和硅铝酸盐的合成170

3.9.4介孔金属硅酸盐的合成172

3.9.5介孔结构金属氧化物的合成173

3.9.6介孔材料制备的发展趋势173

3.10有序介孔材料形成机理173

3.10.1介孔硅材料的合成机理173

3.10.2非硅基材料合成机理177

参考文献179

第4章 其他类181

4.1生产活性炭载体的原料181

4.2含碳原料的碳化（热解）和活化184

4.2.1热加工工艺184

4.2.2化学活化工艺188

4.2.3氯化锌工艺190

4.2.4磷酸工艺190

4.2.5硫化钾工艺190

4.2.6工艺参数对活性炭性质的影响191

4.3结构型活性炭的制备192

4.3.1碳蜂窝独居石192

4.3.2集成或整体碳蜂窝独居石的制备193

4.3.3活性炭纤维载体的制备196

4.3.4环境催化应用196

4.4结构陶瓷和结构金属载体的制备197

4.4.1引言197

4.4.2结构陶瓷-独居石197

4.4.3陶瓷独居石载体的制备199

4.4.4低比表面积陶瓷独居石载体201

4.4.5高比表面积陶瓷独居石载体203

4.4.6整体独居石催化剂205

4.4.7结构金属载体206

4.5纤维催化剂及载体210

4.5.1引言210

4.5.2纤维材料和纤维催化材料制备212

4.5.3纤维结构的几何性质216

4.5.4纤维和布催化剂的应用217

4.6 Raney型金属催化剂220

4.6.1引言220

4.6.2 Raney型金属的制备220

4.6.3 Raney镍催化剂种类222

4.6.4不同Raney镍催化剂的比较223

4.7熔铁催化剂的制备224

4.7.1制备化学224

4.7.2凝固和冷却速率的影响225

4.7.3氨合成熔铁催化剂的预还原225

4.8非晶态合金催化剂制备226

4.8.1引言226

4.8.2快速冷却法227

4.8.3化学还原法228

4.8.4浸渍还原法230

4.8.5化学还原法的改进231

4.8.6胶态金属的制备232

4.9制备本体催化剂和载体的其他方法232

4.9.1高温陶瓷法232

4.9.2氮化物和碳化物的制备233

4.9.3高分子离子交换树脂234

参考文献237

第Ⅱ部分 负载催化剂制备的物理化学基础242

第5章 催化活性物种在表面的富集242

5.1引言242

5.1.1载体在浸渍液中的行为245

5.1.2活性组分前身物在水溶液中的行为250

5.1.3溶液中活性组分前身物种与载体表面的相互作用252

5.2载体的选择252

5.3弱相互作用的富集及其转化254

5.3.1等体积浸渍法254

5.3.2气相前身物在载体表面的沉积和富集255

5.3.3吸附或沉积前身物在载体表面的再分散256

5.3.4催化活性物种的富集或沉积257

5.3.5浸渍259

5.3.6均匀富集或沉积260

5.4界面静电相互作用263

5.4.1静电相互作用263

5.4.2分子工程制备方法265

5.5离子交换266

5.6接枝作用-化学键合268

5.6.1水溶液中的配体取代：通过羟基相互作用接枝268

5.6.2有机介质中的配体取代270

5.7均相催化剂固载化技术270

5.7.1有机金属化合物的固载化271

5.7.2手性合成催化剂的固载化272

5.7.3生物催化剂的固载技术273

参考文献274

第6章 催化活性物种在结构表面的沉积277

6.1概述277

6.2结构表面的预处理技术281

6.2.1阳极氧化282

6.2.2热氧化282

6.2.3化学处理283

6.3液相涂层技术283

6.3.1悬浮涂渍283

6.3.2溶胶-凝胶沉积284

6.3.3悬浮和溶胶-凝胶组合技术284

6.3.4悬浮、溶胶-凝胶和组合技术比较285

6.3.5电泳沉积286

6.3.6电化学沉积和化学镀286

6.3.7浸渍287

6.4在结构表面沉积的其他技术287

6.4.1化学气相沉积287

6.4.2物理气相沉积（PVD）288

6.5不同技术获得结果的比较289

6.6在不同基质上沸石的合成290

6.7碳载体在结构表面的沉积293

6.7.1引言293

6.7.2碳涂层蜂窝独居石293

6.7.3在陶瓷表面的沉积296

6.7.4在金属表面的沉积297

6.7.5环境应用297

6.8陶瓷蜂窝独居石载体上的沉积299

6.8.1引言299

6.8.2独居石结构300

6.8.3独居石催化剂的制备301

6.9金属蜂窝独居石载体上的沉积307

6.9.1金属基质308

6.9.2表面处理和催化涂层309

6.9.3独居石金属基质上涂层的黏结性310

6.9.4阳极氧化制备技术311

参考文献312

第7章 薄膜催化剂315

7.1概述315

7.1.1“简单”吸着-扩散膜315

7.1.2“复合”吸着-扩散膜317

7.1.3离子传导膜317

7.2金属氧化物和陶瓷薄膜制备技术一般介绍318

7.3金属氧化物薄膜的液相低温制备技术324

7.3.1引言324

7.3.2主要技术325

7.3.3主要的改进技术328

7.4微孔薄膜的制备330

7.4.1引言330

7.4.2微孔无机膜330

7.5沸石膜的制备334

7.5.1引言334

7.5.2沸石膜制备概念334

7.5.3评价膜质量的单一组分渗透和混合物分离336

7.5.4 MFI沸石膜层的性能338

7.6在结构表面沉积沸石膜339

7.6.1在含沸石浆液中浸泡涂层陶瓷独居石339

7.6.2在陶瓷独居石上原位合成341

7.7致密透氧膜和透氢膜342

7.7.1离子传输膜342

7.7.2致密合金膜348

7.8微孔无机膜中的渗透353

7.8.1沸石膜中气体的分离353

7.8.2微孔无机膜的应用356

7.8.3产业化的障碍和困难356

参考文献357

第Ⅲ部分 固体催化剂制备单元操作362

第8章 基本单元操作362

8.1概述362

8.2沉淀363

8.2.1影响沉淀的主要参数或操作变量364

8.2.2沉淀设备365

8.2.3胶体沉淀366

8.3共沉淀和络合沉淀368

8.3.1共沉淀368

8.3.2络合沉淀369

8.4沉积或吸附-沉淀370

8.4.1沉积沉淀370

8.4.2吸附沉淀371

8.4.3再洗涤和离子交换371

8.5浸渍372

8.5.1引言372

8.5.2载体的选择373

8.5.3浸渍操作和设备374

8.6涂渍379

8.6.1沉淀沉积379

8.6.2锚定涂层或洗涤涂层380

8.6.3涂渍设备380

8.7水热结晶操作381

8.7.1沸石分子筛的晶化合成382

8.7.2水热晶化操作的设备383

8.7.3水热合成的例子：ZSM-5沸石催化剂的制备383

参考文献384

第9章 通用单元操作387

9.1倾析、过滤和洗涤387

9.2倾析、过滤和洗涤设备388

9.2.1实验室设备389

9.2.2工业过滤设备389

9.3干燥398

9.3.1干燥设备和装置400

9.3.2工厂制备用干燥设备401

9.4混炼、混合、破碎、粉碎、筛分和浆液输送409

9.4.1混炼409

9.4.2混合409

9.4.3破碎、粉碎和筛分410

9.4.4溶液和浆液的输送412

9.5超临界干燥414

9.5.1引言414

9.5.2超临界制备原理414

9.5.3超临界干燥设备415

9.5.4影响超临界干燥的主要因素415

9.5.5超细粒子催化剂的应用425

参考文献429

第10章 活化操作432

10.1概述432

10.2焙烧或煅烧活化432

10.2.1热分解反应433

10.2.2焙烧导致的固相反应433

10.2.3晶型转化434

10.2.4 V/Ti/O混合氧化物的化学制备435

10.2.5 V/P/O混合氧化物催化剂的焙烧活化脱水439

10.2.6 V/P/O混合氧化物活化/老化程序439

10.2.7烧结440

10.3焙烧用设备441

10.3.1实验室焙烧用设备441

10.3.2工业用焙烧设备442

10.4焙烧实例446

10.4.1铝凝胶的焙烧446

10.4.2沸石分子筛的焙烧447

10.5碳化料的高温活化制活性炭450

10.5.1活化操作450

10.5.2碳活化的设备450

10.5.3活性炭制备的其他操作455

10.6还原和硫化456

10.6.1引言456

10.6.2本体金属（或多金属）催化剂的还原过程457

10.6.3氨合成催化剂的还原459

10.6.4合成气加氢催化剂的还原461

10.6.5负载加氢催化剂的还原467

10.6.6硫化468

参考文献469

第11章 成型操作473

11.1概述473

11.1.1固体催化剂颗粒的大小和形状分类475

11.1.2成型助剂476

11.2成型成微小颗粒477

11.2.1粉碎研磨法477

11.2.2喷雾干燥成型478

11.2.3液滴凝结成型或油中成型479

11.3成型成较大颗粒480

11.3.1压片480

11.3.2模压产品483

11.3.3挤条和湿压成型483

11.3.4滚球（圆盘造粒）487

11.4挤压成型整体蜂窝独居石载体488

11.4.1引言488

11.4.2蜂窝独居石适用作载体的要求490

11.4.3挤压技术生产陶瓷蜂窝独居石491

11.4.4低比表面积独居石的制造491

11.4.5高比表面积独居石制造493

11.4.6整体碳蜂窝独居石494

参考文献495

附录 若干固体催化剂制备单元操作框图497

图F-1载体和催化剂制备单元操作框图498

图F-2催化剂和载体溶胶-凝胶制备单元操作框图499

图F-3负载催化剂制备（浸渍）单元操作框图500

图F-4分子筛催化剂制备单元操作框图501

图F-5粉状金属催化剂制备单元操作框图502

图F-6多组分氧化催化剂制备单元操作框图502

图F-7贵金属加氢催化剂（湿的）制备单元操作框图503

图F-8甲醇氧化制甲醛催化剂制备单元操作框图503

图F-9高温水蒸气变换催化剂制备单元操作框图503