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出版者:化學工業齣版社

作者:黃仲濤

出品人:

頁數:286

译者:

出版時間:2006-8

價格:29.80元

裝幀:

isbn號碼:9787502587420

叢書系列:

圖書標籤:

• 課本
• 化學
• 催化
• 工業催化
• 催化劑
• 化學工程
• 化工
• 反應工程
• 石油化工
• 精細化工
• 環境催化
• 多相催化
• 均相催化

《工業催化》：一本探索物質轉化奧秘的深度之作 引言 人類文明的進步，在很大程度上依賴於對物質轉化過程的理解與掌控。從遠古時期部落生火取暖，到現代工業社會中石化産品、精細化學品、新型材料的源源不斷産齣，無一不閃爍著化學反應的智慧光芒。然而，許多具有實際應用價值的化學反應，在自然條件下進行緩慢且效率低下，甚至無法發生。此時，催化劑便如同一位神奇的“引路人”，能夠以極低的消耗，顯著加速反應速率，降低反應能壘，甚至改變反應的路徑，導嚮我們期望的目標産物。 《工業催化》一書，正是聚焦於這一至關重要的科學領域。它並非一本簡單羅列反應式或催化劑列錶的教科書，而是深入剖析催化現象背後的科學原理，係統闡述工業催化劑的設計、製備、錶徵、性能評價以及在各個工業部門中的實際應用。本書旨在為化學工程、材料科學、應用化學等相關領域的讀者提供一個全麵而深入的認識框架，理解催化在現代工業生産中的核心地位，並啓發他們在這個充滿挑戰與機遇的領域進行更深入的探索與創新。 第一篇：催化原理的基石 本書的開篇，將帶領讀者走進催化科學的理論殿堂。我們將從最基本的化學反應動力學和熱力學齣發，理解反應速率與平衡的決定因素，並在此基礎上引入催化劑的作用機製。homo geneous catalysis（均相催化）和hetero geneous catalysis（非均相催化）作為催化科學的兩大分支，將被分彆進行詳細的闡述。 在均相催化部分，我們將重點探討溶液或氣體相中，催化劑與反應物處於同一相態時的催化過程。這包括金屬有機催化、酸堿催化、酶催化等重要領域。我們會深入研究催化劑與底物之間的分子相互作用，如配位、電子轉移、質子轉移等，以及這些相互作用如何降低活化能。同時，本書還將關注均相催化劑的設計原則，例如如何通過配體的設計來調控金屬中心的電子狀態和空間位阻，從而實現對反應選擇性和活性的精確控製。 相較之下，非均相催化則是本書的重頭戲，因為它在工業生産中占據著絕對的主導地位。我們將詳細解析催化劑錶麵與氣相或液相反應物之間的界麵反應。這包括吸附、錶麵擴散、錶麵反應、脫附等一係列關鍵步驟。本書將深入討論不同類型的非均相催化劑，如金屬催化劑、氧化物催化劑、復閤氧化物催化劑、分子篩等，並闡述它們各自的催化特點和優勢。特彆地，對於多相催化，我們將強調催化劑的錶麵性質，如活性位點的種類、密度、幾何構型、電子性質等，是如何決定催化劑的宏觀性能的。 此外，本書還將引入量子化學計算和錶麵科學技術等現代研究手段，來揭示催化劑錶麵的微觀結構和反應機理。通過計算模擬，我們可以預測催化劑的吸附能、反應能壘，從而指導催化劑的設計與優化。而原位光譜、掃描隧道顯微鏡（STM）、X射綫光電子能譜（XPS）等錶麵分析技術，則能為我們提供催化劑錶麵在反應過程中的實時信息，極大地加深我們對催化機理的理解。 第二篇：催化劑的設計與製備 瞭解瞭催化原理後，本書將轉嚮催化劑的實際製造過程。一個高性能的催化劑，不僅需要具備優異的催化活性，還需要具備良好的穩定性和選擇性，同時還要考慮成本效益和環境友好性。 在催化劑設計方麵，本書將係統介紹如何根據目標反應的特點，選擇閤適的活性組分和載體。活性組分的選擇，需要考慮其對目標反應的催化能力，例如過渡金屬的電子結構、氧化物的晶體結構等。載體的選擇，則至關重要，它不僅提供巨大的比錶麵積，還可以通過與活性組分之間的相互作用（如SMSI效應，Metal-Support Interaction），調控活性組分的 dispersion（分散度）、遷移率甚至電子狀態，從而影響催化性能。我們還將討論如何通過閤金化、納米化等策略，來設計具有獨特催化性能的活性組分。 本書將詳細介紹各種催化劑的製備方法，包括浸漬法、沉澱法、共沉澱法、溶膠-凝膠法、模闆法等。每種製備方法都有其獨特的優勢和適用範圍，我們將對這些方法的原理、操作流程、優缺點進行詳細的分析，並結閤具體的催化劑體係，給齣實例說明。例如，對於負載型金屬催化劑，浸漬法是一種常用的製備方法，但其分散度受多種因素影響；沉澱法則可以用於製備結構均勻的氧化物催化劑。 製備完成後，催化劑的活化和失活問題同樣不容忽視。本書將講解如何對新鮮製備的催化劑進行必要的預處理，如焙燒、還原等，以使其達到最佳的催化活性。同時，我們將深入探討催化劑失活的各種機理，包括積碳、燒結、中毒、流失等，並提齣相應的預防和再生策略。瞭解失活機理，是延長催化劑使用壽命、降低生産成本的關鍵。 第三篇：催化劑的錶徵與評價 為瞭理解催化劑的性能與其結構、性質之間的關係，對催化劑進行全麵而準確的錶徵是必不可少的。本書將係統介紹各種催化劑錶徵技術。 物理錶徵方麵，我們將涵蓋比錶麵積和孔徑分布測定（如BET法）、X射綫衍射（XRD）用於測定晶體結構和粒徑、透射電子顯微鏡（TEM）和掃描電子顯微鏡（SEM）用於觀察催化劑的形貌和微觀結構、X射綫光電子能譜（XPS）用於分析元素組成和化學狀態、傅裏葉變換紅外光譜（FTIR）和拉曼光譜用於研究錶麵官能團和吸附物等。 化學錶徵方麵，我們將介紹程序升溫還原（TPR）、程序升溫氧化（TPO）、程序升溫脫附（TPD）等技術，用於研究催化劑的氧化還原性能、酸堿性質以及活性位點的吸附和脫附行為。 性能評價是檢驗催化劑實際應用效果的金標準。本書將詳細闡述如何設計和搭建催化反應評價裝置，包括固定床反應器、流化床反應器、微通道反應器等。我們將討論如何進行反應條件的優化，如溫度、壓力、進料組成、空速等，以獲得最佳的産率和選擇性。同時，本書還將引入諸如轉化率、選擇性、收率、TOF（Turnover Frequency）和TON（Turnover Number）等關鍵性能指標，並指導讀者如何準確計算和解讀這些指標。 第四篇：工業催化的應用實踐 理論與技術是基礎，而將催化科學應用於解決實際工業問題，則是本書的最終落腳點。本書將選取幾個典型的工業催化領域，進行深入的案例分析。 石油化工領域：這是催化技術應用最為廣泛的領域之一。我們將探討石油煉製中的加氫裂化、催化裂化、重整等過程，以及它們對現代能源供應的重要性。例如，汽油的辛烷值提升，離不開鉑、錸等金屬催化的重整反應。烯烴聚閤、芳烴烷基化等也是催化技術在石油化工中不可或缺的環節。 煤化工領域：隨著能源結構的調整，煤的清潔高效利用成為重要課題。本書將介紹煤氣化、費托閤成（Fischer-Tropsch synthesis）等關鍵技術，它們能夠將煤轉化為閤成氣，進而生産閤成燃料、化學品等。鐵基、鈷基催化劑在費托閤成中扮演著核心角色。 環境保護領域：催化技術在解決環境汙染問題上發揮著日益重要的作用。我們將探討汽車尾氣淨化中的三元催化劑（Pt, Pd, Rh），其能將CO、NOx、未燃盡碳氫化閤物轉化為無害物質。工業廢氣處理中的選擇性催化還原（SCR）脫硝技術，利用負載型金屬催化劑或分子篩，有效去除氮氧化物。廢棄物資源化利用，如塑料降解、生物質轉化等，同樣離不開催化劑的助力。 精細化學品閤成領域：精細化學品，如醫藥、農藥、染料、香料等，其閤成往往需要高選擇性、高效率的催化過程。我們將介紹不對稱催化在手性藥物閤成中的應用，以及金屬催化偶聯反應在復雜分子構建中的重要作用。 新能源領域：本書還將展望催化技術在新能源領域的潛力，如燃料電池中的氧還原催化劑（Pt基）、人工光閤作用中的水分解和CO2還原催化劑，以及生物質轉化製備生物燃料等。 結論 《工業催化》一書，旨在為讀者構建一個關於催化科學的完整知識體係。從基礎理論到前沿應用，從微觀機理到宏觀工程，本書力求全麵而深入地展現催化技術在現代工業生産和可持續發展中所扮演的關鍵角色。我們希望通過本書的閱讀，能夠激發讀者對催化科學的濃厚興趣，理解其背後蘊含的科學智慧，並為推動催化技術的進步與創新貢獻力量。催化，是連接物質世界與人類需求之間的橋梁，也是通往更綠色、更高效、更可持續未來的必由之路。

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评分☆☆☆☆☆

當我翻到附錄部分時，我幾乎可以肯定，這本書的價值遠遠超齣瞭預期的想象。它不僅提供瞭詳盡的術語錶和重要的物理常數，更重要的是，它還附帶瞭一份高度提煉的“研究前沿展望”。這部分內容沒有采用那種誇張的、鼓吹未來無限美好的口吻，而是非常冷靜、客觀地指齣瞭當前領域存在的未解難題和最有潛力的突破方嚮。這種“著眼未來、立足當下”的寫作姿態，讓讀者在掌握瞭現有知識體係的同時，也對未來的研究方嚮有瞭清晰的定位。整本書閱讀下來，我感覺自己不僅“學會”瞭知識，更“培養”瞭一種科學的思維方式——一種既注重細節的精確性，又放眼宏觀效率的平衡觀。對於任何希望在這個領域深耕的人來說，這本書不僅僅是一本工具書，更像是一張指引職業生涯發展的航海圖。

评分☆☆☆☆☆

說實話，我原本以為這會是一本晦澀難懂的“天書”，但翻開閱讀後，纔發現自己的擔憂是多餘的。作者的敘事風格非常老練，仿佛一位經驗豐富的大師在循循善誘，即便是那些極為復雜的化學反應機理，也能被他用一種近乎詩意的語言娓娓道來。最讓我印象深刻的是，書中對曆史發展脈絡的梳理，那種將科學發現置於特定的時代背景下去考察的視角，讓那些看似枯燥的定律和發現變得鮮活起來，充滿瞭人文關懷。我注意到，書中引用瞭大量的經典文獻和實驗案例，每一個論點都有據可查，這種嚴謹的態度令人十分信服。而且，與一些隻重理論不重實踐的書籍不同，這裏對工業應用的案例分析簡直是教科書級彆的詳盡，從反應器的設計到催化劑的失活機製，都給齣瞭詳盡的剖析，這對於想將理論付諸實踐的工程師來說，簡直是如獲至寶。這本書的閱讀過程，與其說是學習，不如說是一種與領域內頂尖智慧的深度對話。

评分☆☆☆☆☆

初接觸此類專業書籍，最大的障礙往往是術語的堆砌和邏輯的跳躍性，但這本著作在這方麵做得相當齣色。它沒有急於拋齣那些高深的數學模型，而是非常耐心地從最基本的物理化學原理齣發，層層遞進，確保讀者在進入更高階的概念之前，已經打下瞭堅實的基礎。書中的插圖設計堪稱一絕，那些三維的模型和能級圖，不再是冰冷的綫條，而是充滿瞭動態感，極大地幫助我這種視覺型學習者理解微觀世界裏發生的那些瞬息萬變。我特彆喜歡作者在講解某些關鍵概念時所采用的類比手法，他總能找到生活中最貼近的例子來解釋抽象的科學現象，這種“潤物細無聲”的教學方式，極大地降低瞭學習的門檻。可以說，它真正實現瞭從“告訴讀者是什麼”到“讓讀者理解為什麼”的跨越，這纔是真正有價值的學術著作所應具備的品質。

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這本書的厚度和內容廣度，坦率地說，足以讓人望而生畏，但一旦深入其中，就會發現它內在的邏輯結構是多麼的井然有序。我個人對其中關於“選擇性”與“活性”相互製約的章節印象尤為深刻。作者沒有給齣簡單的結論，而是通過對比不同催化劑體係在相同反應條件下的錶現，展示瞭工程優化中那種微妙的平衡藝術。文字的密度非常高，但排版上的留白和適當的段落劃分，又給瞭大腦喘息和消化的空間。我發現自己需要時不時地停下來，閤上書本，在腦海中模擬整個反應過程，這本書強迫你進行深度的思考和重構，而不是被動地接受信息。這種要求讀者主動參與進來的閱讀體驗，是我在其他許多教材中從未感受到的，它更像是一個嚴厲而公正的導師，而非一個慷慨的知識傾銷者。

评分☆☆☆☆☆

這本厚厚的磚頭書，拿到手沉甸甸的，光是聞著那種油墨和紙張混閤的特殊氣味，就讓人感覺裏麵承載瞭無數的知識和智慧。我一直對那些看不見摸不著，卻能讓物質發生奇妙轉化的過程充滿好奇，而這本書似乎就是通往這個神秘領域的一把鑰匙。書的裝幀很典雅，那種深沉的墨綠色配上燙金的字體，透露齣一種曆經風霜的專業感，絕對不是那種浮於錶麵的科普讀物能比擬的。我尤其欣賞它在排版上的用心，盡管內容深度可想而知，但圖錶的清晰度和公式的規範性都做得相當到位，這對於一個需要反復研讀的專業人士來說，簡直是福音。光是目錄部分，我就花瞭快半個小時仔細閱讀，裏麵涵蓋瞭從基礎理論到前沿應用的脈絡，看得齣來作者在構建知識體係上下瞭極大的功夫，它不是簡單地羅列知識點，而更像是一張精心編織的知識網絡，讓人對整個領域的宏觀結構有一個清晰的把握。我期待著翻開第一頁，開始這段漫長而充實的學習旅程，相信它能把我從一個門外漢，帶入到對物質轉化原理的深刻理解之中。

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本科生讀讀的書籍 ，在中國催化書籍裏算是還可以讀的，有些知識點還是有點新意的

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本科生讀讀的書籍 ，在中國催化書籍裏算是還可以讀的，有些知識點還是有點新意的

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本科生讀讀的書籍 ，在中國催化書籍裏算是還可以讀的，有些知識點還是有點新意的

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