由季生福、張謙溫和趙彬俠編寫的《催化劑基礎及應用》從催化劑的基礎知識入手，簡要闡述了催化劑及其催化作用的基本原理，然後按催化反應類型，分別介紹了酸堿催化劑、金屬催化劑、金屬氧化物催化劑、均相催化劑、環境催化劑、生物催化劑和光催化劑的催化作用基礎和應用，並且介紹了催化劑的常用制備方法及成型、催化劑的性能測定和結構研究方法，*後簡單介紹了催化劑的設計和幾種新型催化材料。本書的目的是期望對催化專業的教師、學生和科技人員有所參考，同時對非催化專業的人士有所啟發，對全民普及科技專業知識有所幫助。

由季生福、張謙溫和趙彬俠編寫的《催化劑基礎及應用》全面地介紹了 催化劑的基礎知識及其應用。全書包括13章，第1～3章分別介紹了催化劑與 催化作用的基礎知識，吸附作用與多相催化；第4～10章分別介紹了酸堿催 化劑、金屬催化劑、金屬氧化物催化劑、均相催化劑及催化作用，環境催化 、生物催化、光催化的催化作用基礎及應用；第11章介紹了催化劑的常用制 備方法及成型；第12章介紹了催化劑的性能測定以及結構研究方法；第13章 介紹了催化劑的設計以及幾種新型催化材料。 《催化劑基礎及應用》可作為高等院校化學、化工及相關專業的本科生 和研究生教材，也可作為科研、工程技術人員的參考書。

第1章 緒論1
1.1 催化劑及其催化作用1
1.2 催化劑的重要應用領域2
1.3 一些常用術語3
第2章 催化劑與催化作用的基礎知識7
2.1 催化劑的特征7
2.2 催化反應和催化劑分類9
2.2.1 催化作用的化學本質9
2.2.2 催化劑分類10
2.3 固體催化劑的組成和結構14
2.3.1 催化劑的組成14
2.3.2 催化劑的結構16
2.4 催化劑的性能和工業催化劑的基本要求19
2.4.1 催化劑性能19
2.4.2 工業催化劑的基本要求20
2.5 多相催化反應體繫分析21
第3章 吸附作用與多相催化24
3.1 物理吸附與化學吸附24
3.1.1 物理吸附24
3.1.2 化學吸附25
3.1.3 物理吸附與化學吸附的差別26
3.1.4 吸附位能曲線27
3.1.5 吸附熱隨表面覆蓋度的變化28
3.1.6 化學吸附強弱與催化活性的關繫29
3.2 化學吸附的類型和化學吸附態30
3.2.1 化學吸附的類型30
3.2.2 化學吸附態32
3.3 吸附動力學34
3.3.1 吸附和脫附速率的基本方程34
3.3.2 吸附等溫線的各種模型35
3.3.3 氣固吸附等溫線的類型39
3.4 催化反應動力學43
3.4.1 反應速率定義44
3.4.2 符合Langmuir吸附模型的動力學方程44
第4章 酸堿催化劑及催化作用46
4.1 酸堿催化劑的應用和分類46
4.2 酸堿的定義和酸堿催化活性中心的形成47
4.3 固體酸的性質48
4.4 酸堿催化機理49
4.4.1 酸中心的形成49
4.4.2 酸堿催化作用機理53
4.5 分子篩催化劑56
4.5.1 分子篩的概念56
4.5.2 分子篩的結構特征56
4.5.3 幾種具有代表性的分子篩58
4.5.4 分子篩的催化作用機理60
4.6 典型酸堿催化實例分析61
4.6.1 催化裂化工藝簡介62
4.6.2 催化裂化的反應機理62
4.6.3 催化裂化裝置的工藝流程64
第5章 金屬催化劑及催化作用66
5.1 金屬催化劑的結構66
5.1.1 金屬(合金)的晶體結構66
5.1.2 金屬(合金)的電子結構69
5.1.3 金屬(合金)的表面結構71
5.2 金屬催化劑的特征和催化作用75
5.2.1 金屬催化劑的特征75
5.2.2 金屬催化劑的催化作用原理——多位理論75
5.2.3 金屬催化劑的表面化學吸附態78
5.3 負載型金屬催化劑82
5.3.1 金屬粒徑與催化活性的關繫82
5.3.2 多功能催化劑的構建83
5.3.3 金屬與載體之間的相互作用83
5.3.4 催化活性組分的遷移和燒結85
5.4 金屬催化劑的應用及實例分析85
5.4.1 烴類加氫、脫氫反應86
5.4.2 烴類氧化反應88
5.4.3 氨的合成反應88
5.4.4 費-托合成反應89
第6章 金屬氧化物催化劑及催化作用92
6.1 金屬氧化物的組成和結構特性92
6.1.1 金屬氧化物的成鍵92
6.1.2 單一金屬氧化物93
6.1.3 復合金屬氧化物93
6.1.4 雜多酸復合氧化物97
6.2 金屬氧化物催化劑的催化作用99
6.2.1 金屬氧化物催化劑的催化作用機理100
6.2.2 金屬氧化物催化劑的表面氧物種及其作用100
6.2.3 金屬氧化物催化劑的酸堿性與催化性能的關繫102
6.3 金屬氧化物催化劑對反應分子的吸附和活化104
6.3.1 金屬氧化物催化劑對烴分子的吸附和活化104
6.3.2 H2的吸附和反應性106
6.3.3 CO的吸附和反應性106
6.3.4 NO的吸附和反應性107
6.4 金屬氧化物催化劑的工業應用實例107
6.4.1 丙烯氧化制丙烯醛和丙烯酸107
6.4.2 丙烯氨氧化制丙烯腈109
6.4.3 異丁烯選擇性氧化制甲基丙烯酸110
6.4.4 丁烯氧化脫氫制丁二烯111
6.4.5 正丁烷選擇性氧化制順丁烯二酸酐111
第7章 均相催化劑及催化作用114
7.1 均相絡合催化劑的應用及其特征114
7.1.1 均相絡合催化劑的應用114
7.1.2 均相絡合催化劑的特征115
7.2 過渡金屬絡合物的化學成鍵作用116
7.2.1 過渡金屬離子與絡合物的配位鍵合與絡合活化116
7.2.2 絡合催化循環117
7.3 絡合催化機理118
7.3.1 配位取代或交換反應118
7.3.2 氧化加成和還原消除反應119
7.3.3 插入反應和消除反應120
7.3.4 σ-π重排121
7.4 均相絡合催化實例分析121
7.4.1 烯烴加氫121
7.4.2 乙烯氧化制乙醛122
7.4.3 羰基合成124
第8章 環境催化基礎129
8.1 概述129
8.1.1 環境催化的應用129
8.1.2 環境催化劑的特點129
8.2 催化脫硫130
8.2.1 SO2的危害及污染現狀130
8.2.2 催化脫硫方法130
8.3 催化淨化NOx技術140
8.3.1 NOx的來源及危害140
8.3.2 催化淨化***41
8.4 汽車尾氣的催化淨化144
第9章 生物催化基礎147
9.1 概述147
9.1.1 生物催化劑的概念147
9.1.2 生物催化與綠色化學147
9.1.3 生物催化與手性合成148
9.1.4 生物催化技術的現狀148
9.2 生物催化劑的特征149
9.2.1 生物催化劑的專一性149
9.2.2 生物催化劑的優勢150
9.2.3 生物催化劑的劣勢150
9.2.4 生物催化劑的形式151
9.3 生物催化作用原理151
9.3.1 酶的分子結構151
9.3.2 酶的結構與催化功能154
9.3.3 酶的輔助因子155
9.3.4 酶的催化作用機制155
9.3.5 酶催化作用動力學157
9.3.6 生物催化劑的制備158
9.3.7 生物催化劑的固定化160
9.4 生物催化劑的應用161
9.4.1 酶及催化反應的類型161
9.4.2 水解反應162
9.4.3 還原反應165
9.4.4 氧化反應166
9.4.5 轉移反應167
9.4.6 加成反應167
9.4.7 異構反應168
9.5 生物催化的發展趨勢168
9.5.1 生物催化劑篩選168
9.5.2 生物催化劑改良169
9.5.3 仿生酶的研究169
**0章 光催化基礎170
10.1 光催化的一些基本概念170
10.1.1 光催化反應與光催化劑170
10.1.2 光催化反應的類型170
10.1.3 光化當量定律和量子產率171
10.2 光催化的基本原理171
10.2.1 催化劑光活化過程171
10.2.2 反應物光活化過程174
10.3 光催化的一些應用實例175
10.3.1 光催化分解水175
10.3.2 有機污染物光催化降解177
10.3.3 金屬離子的光催化還原177
**1章 催化劑的制備和成型178
11.1 沉澱法178
11.1.1 不同類型的沉澱法178
11.1.2 沉澱法操作的技術要點181
11.2 浸漬法182
11.2.1 等體積浸漬法182
11.2.2 過量浸漬法182
11.2.3 多次浸漬法183
11.2.4 浸漬沉澱法183
11.2.5 流化噴灑浸漬法183
11.2.6 蒸氣相浸漬法183
11.3 溶膠-凝膠法184
11.3.1 溶膠-凝膠法的基本原理184
11.3.2 溶膠的制備184
11.3.3 凝膠過程184
11.4 離子交換法185
11.4.1 無機離子交換劑及其催化劑的制備185
11.4.2 有機離子交換劑及其催化劑的制備185
11.5 熱熔融法186
11.5.1 熔鐵催化劑186
11.5.2 過渡金屬骨架催化劑186
11.6 混合法187
11.7 催化劑的成型、干燥、焙燒與活化187
11.7.1 催化劑的成型187
11.7.2 催化劑的干燥189
11.7.3 催化劑的焙燒與活化189
**2章 催化劑的研究方法190
12.1 催化劑的性能測定方法190
12.1.1 催化劑活性的測定190
12.1.2 催化反應動力學的測定191
12.2 催化劑宏觀物理性質的測定193
12.2.1 比表面積、孔結構等的測定193
12.2.2 顆粒直徑、粒徑分布的測定196
12.2.3 機械強度的測定198
12.3 催化劑微觀性質的測定和表征199
12.3.1 X射線衍射法199
12.3.2 X射線光電子能譜法201
12.3.3 電子顯微鏡法205
12.3.4 紅外和拉曼光譜法206
12.3.5 核磁共振法211
12.3.6 熱分析法216
12.3.7 程序升溫技術217
**3章 催化劑設計和催化新材料220
13.1 催化劑設計的綜合分析220
13.2 主催化劑設計222
13.3 助催化劑設計223
13.4 催化劑載體的選擇224
13.5 催化劑設計實例——汽車尾氣淨化催化劑225
13.5.1 問題的提出225
13.5.2 反應機理分析225
13.5.3 催化劑的開發226
13.6 催化新材料的應用229
13.6.1 過渡金屬碳化物229
13.6.2 非晶態合金229
13.6.3 介孔材料(介孔分子篩)230
13.6.4 中孔分子篩的合成體繫和合成路線231
參考文獻233