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第1章 催化剂的一般知识1

1-1 概述1

1-2 催化剂的分类2

1-2-1 按催化反应的物相体系分类2

1-2-2 按催化剂的作用机理分类4

1-2-3 按周期表的元素及其化合态分类6

1-2-4 按催化剂工业应用分类7

1-3 催化剂的化学组成7

1-3-1 主催化剂8

1-3-2 助催化剂10

1-3-3 载体12

1-3-4 催化剂组成的表示方法15

1-4 催化剂的宏观性质16

1-4-1 形状和粒度16

1-4-2 密度18

1-4-3 孔结构19

1-4-4 比表面积24

1-5 催化剂的基本性能要求27

1-5-1 活性27

1-5-2 选择性30

1-5-3 稳定性31

1-5-4 使用寿命32

1-5-5 再生性34

第2章 催化剂开发——从实验室至工业规模36

2-1 概述36

2-2 催化剂开发的一般顺序36

2-2-1 开发的准备阶段37

2-2-2 催化剂主要成分——活性组分的选择39

2-2-3 催化剂载体的选择47

2-2-4 催化剂次要组分的选择50

2-2-5 催化剂的实验室制备及活性评价51

2-2-6 催化剂的寿命试验62

2-3 放大制备催化剂65

2-3-1 放大制备及试生产的前期工作65

2-3-2 放大制备的影响因素67

2-3-3 放大制备举例——甲醇气相脱水制二甲醚催化剂的制备69

2-4 中型评价试验71

2-5 工业应用试验75

2-6 技术资料汇集及技术鉴定77

第3章 催化剂制备的一般特点及质量控制79

3-1 催化剂制备的一般特点79

3-2 原料的选择及使用81

3-2-1 原料的采购及科学管理81

3-2-2 化学试剂82

3-2-3 贵金属资源83

3-2-4 稀土元素及其化合物85

3-3 催化剂生产中的质量控制87

3-3-1 化工原料的入厂检验88

3-3-2 化学组成分析88

3-3-3 相组成分析89

3-3-4 物化性质分析90

3-3-5 活性评价95

第4章 固体催化剂的制备方法98

4-1 概述98

4-2 沉淀法制备催化剂100

4-2-1 沉淀法制备催化剂的基本原理100

4-2-2 沉淀剂的选择102

4-2-3 沉淀法制备催化剂的工艺过程102

4-2-4 沉淀条件对催化剂性能的影响102

4-2-5 沉淀的过滤与洗涤107

4-2-6 沉淀物的干燥及焙烧119

4-2-7 沉淀法制备催化剂示例119

4-3 浸渍法制备催化剂122

4-3-1 浸渍法制备催化剂的一般过程122

4-3-2 浸渍法的基本原理123

4-3-3 活性组分的不均匀分布125

4-3-4 浸渍法制备催化剂的影响因素126

4-3-5 浸渍法主要工艺135

4-3-6 浸渍法制备催化剂示例141

4-4 滚涂法及喷涂法制备催化剂144

4-5 溶胶凝胶法制备催化剂146

4-5-1 溶胶的性质146

4-5-2 胶凝作用与胶溶作用149

4-5-3 溶胶-凝胶法的基本原理149

4-5-4 溶胶-凝胶法制备催化材料示例157

4-6 离子交换法制备催化剂159

4-6-1 离子交换剂159

4-6-2 离子交换树脂162

4-6-3 离子交换法制造分子筛169

4-7 水热法与溶剂热法制备催化剂176

4-7-1 水热法176

4-7-2 溶剂热法178

4-7-3 水热与溶剂热的特点179

4-7-4 水热与溶剂热合成装置179

4-7-5 水热与溶剂热的合成程序180

4-7-6 水热法合成A型分子筛180

4-8 微波法制备催化剂183

4-8-1 微波法的特点183

4-8-2 微波加热机理183

4-8-3 微波合成机理184

4-8-4 微波合成装置185

4-8-5 微波法制备催化剂185

4-9 冷冻干燥法制备催化剂187

4-9-1 冷冻干燥技术特点187

4-9-2 冷冻干燥原理188

4-9-3 冷冻干燥法制备催化剂的主要步骤189

4-10 混合法制备催化剂190

4-10-1 干混法191

4-10-2 湿混法191

4-11 沥滤法制备催化剂192

4-11-1 合金的制备192

4-11-2 合金的粉碎193

4-11-3 合金的溶解193

4-11-4 骨架催化剂制备示例194

4-12 熔融法制备催化剂195

4-13 微乳液法制备催化剂196

4-13-1 微乳液的基本特性196

4-13-2 微乳液形成机理197

4-13-3 微乳液法制备催化剂机理198

4-13-4 微乳液法制备负载型催化剂示例199

第5章 催化剂成型200

5-1 成型的目的及对催化剂性能的影响200

5-2 固体催化剂的形状分类203

5-3 粉体的特性205

5-3-1 粉体的形状205

5-3-2 粒度及粒度分布207

5-3-3 粉体的填充特性211

5-3-4 粉体颗粒的堆积结构212

5-3-5 粉体的流动性213

5-3-6 粉体的附着性质218

5-3-7 粉体的润湿221

5-3-8 粉体的力化学性质223

5-3-9 粉体的团聚、分散与偏析224

5-4 固体物料的粉碎227

5-4-1 被粉碎物料的基本物性227

5-4-2 影响粉碎的主要因素228

5-4-3 粉碎工艺及方法229

5-4-4 物料粉碎时的物理及化学性质变化229

5-4-5 粉碎机械的分类及选用230

5-4-6 筛分与筛分设备233

5-5 粉体的混合及捏合237

5-5-1 混合机理237

5-5-2 常用混合设备238

5-5-3 混合的影响因素241

5-5-4 粉体的捏合242

5-6 成型助剂244

5-6-1 成型助剂的选用目的244

5-6-2 成型助剂的类别248

5-7 压缩成型法261

5-7-1 压缩成型机理262

5-7-2 压缩成型机械263

5-7-3 压缩成型的影响因素267

5-7-4 压缩成型对催化剂性能的影响269

5-7-5 压缩成型法制备催化剂示例273

5-8 挤出成型法275

5-8-1 挤出成型过程275

5-8-2 挤条机的组成275

5-8-3 常用挤出成型机279

5-8-4 影响挤出成型的因素284

5-8-5 挤出成型法制备催化剂示例287

5-8-6 条状催化剂切粒机295

5-9 转动成型法297

5-9-1 常用转动成型机械297

5-9-2 转动成型机理303

5-9-3 影响转动成型产品的主要因素304

5-9-4 转盘成型法制备催化剂示例308

5-9-5 球形整粒法310

5-10 喷雾成型法313

5-10-1 喷雾成型基本原理314

5-10-2 喷雾成型的主要优缺点316

5-10-3 喷雾成型的分类316

5-10-4 雾化器的结构及设计318

5-10-5 喷雾成型塔塔径及塔高的选定325

5-10-6 喷雾成型法制备催化剂示例327

5-11 油中成型法332

5-11-1 烃-氨柱成型法332

5-11-2 油柱成型336

5-11-3 油中成型法制备催化剂及载体337

5-12 喷动成型法339

5-12-1 喷动成型原理340

5-12-2 喷动成型法制备球形钒催化剂342

5-13 熔融喷洒成球法344

5-14 特殊形状催化剂或载体的成型346

5-14-1 蜂窝型催化剂或载体的成型346

5-14-2 纤维催化剂成型347

5-14-3 异形催化剂的成型350

第6章 催化剂干燥技术353

6-1 物料与水分的结合形式353

6-2 干燥过程及原理354

6-2-1 干燥过程的物料衡算354

6-2-2 干燥过程355

6-2-3 干燥原理356

6-3 干燥条件对催化剂或载体性能的影响357

6-3-1 干燥对多孔性物料孔结构的影响357

6-3-2 干燥方式对晶粒形貌的影响358

6-3-3 干燥方式对比表面积及孔容的影响359

6-3-4 干燥方式对活性组分分布的影响360

6-4 干燥方式及常用干燥方法361

6-4-1 干燥方式361

6-4-2 厢式干燥362

6-4-3 带式干燥363

6-4-4 转筒干燥364

6-4-5 流化床干燥365

6-4-6 气流干燥366

6-4-7 喷雾干燥367

6-4-8 微波干燥368

6-4-9 红外线辐射干燥369

6-4-10 冷冻干燥370

6-4-11 超临界流体干燥技术370

第7章 催化剂焙烧372

7-1 焙烧过程372

7-1-1 热分解372

7-1-2 固相反应373

7-1-3 晶相变化373

7-1-4 再结晶374

7-1-5 烧结375

7-1-6 活性组分的再分配376

7-2 焙烧条件对催化剂性能的影响376

7-2-1 焙烧温度的影响376

7-2-2 焙烧时间的影响383

7-2-3 焙烧气氛的影响384

7-3 常用焙烧设备及其特点385

7-3-1 立式焙烧窑385

7-3-2 厢式焙烧窑385

7-3-3 连续回转式焙烧窑385

7-3-4 间接加热式回转窑385

7-3-5 立式管式焙烧炉386

7-3-6 网带窑386

7-3-7 隧道窑386

7-3-8 辊道窑387

7-4 焙烧操作条件的控制387

7-4-1 焙烧温度控制388

7-4-2 焙烧气氛控制389

7-4-3 焙烧时间控制390

第8章 催化剂还原及硫化391

8-1 催化剂还原391

8-1-1 氧化物还原机理391

8-1-2 还原条件对催化剂性能及活性的影响394

8-1-3 还原条件的选择399

8-2 催化剂硫化401

8-2-1 硫化原理401

8-2-2 常用硫化剂及硫化方法402

8-2-3 器内硫化法402

8-2-4 器外硫化法405

参考文献409