《工业催化》教学大纲
课程编码：0412102602
课程名称：工业催化
学时/学分：24/1.5
先修课程：《无机化学》、《有机化学》、《物理化学》
适用专业：化学工程与工艺
开课教研室：化工教研室
一、课程性质与任务
1．课程性质：本课程是化学工程与工艺专业的专业选修课程。
2．课程任务：本课程的任务是使学生掌握催化作用的基本规律，了解催化过程的化学本质和熟悉工业催化技术的基本要求和特性，为培养化工专业工程师提供理论基础服务。
二、课程教学基本要求
通过本课程的教学，要求学生对工业催化的基本概念和各种工业催化剂理论、技术、制备及测试方法的基本理论有较为系统、深入的理解，能基本掌握工业催化剂的基本理论和制备及测试技术，为后续课程的学习以及将来从事工程技术工作提供必要的理论基础。
成绩考核形式：期末成绩（闭卷考试）（70%）＋平时成绩（作业、课堂提问等）（30%)。成绩评定采用百分制，60分为及格。
三、课程教学内容
第一章绪论
1.教学基本要求
理解工业催化剂的发展简史及工业催化剂的发展及其对人类历史的影响和推动；了解催化发展新领域、工业催化参考文献。
2.要求学生掌握的基本概念、理论、技能
通过本章教学，使学生理解工业催化剂的发展简史及工业催化剂的发展及其对人类历史的影响和推动；掌握课程的性质和任务、课程的主要内容。
3.教学重点和难点
教学重点是催化剂概述、催化发展新领域。教学难点是催化发展新领域。
4.教学内容
（1）课程的性质和任务
（2）课程的主要内容
（3）课程的教学安排
（4）工业催化参考文献简介
第二章催化作用与催化剂
1.教学基本要求
了解化工生产对工业催化剂的要求；理解均相催化剂的特征；掌握催化作用的定义与特征、催化剂的组成与载体的功能；掌握化工生产对工业催化剂的要求；应用催化剂的构成及主要作用知识解决化工厂对催化剂各方面的要求。
2.要求学生掌握的基本概念、理论、技能
通过本章教学，使学生掌握催化作用的定义与特征、催化剂的组成与载体的功能；掌握化工生产对工业催化剂的要求；应用催化剂的构成及主要作用知识解决化工厂对催化剂各方面的要求。
3.教学重点和难点
教学重点是催化作用的定义与特征，催化剂的组成，载体的功能。教学难点是化工生产对工业催化剂的要求。
4.教学内容
（1）催化作用的定义与特征
主要知识点：催化剂及催化作用的定义；催化作用的特征。
（2）催化剂的组成与功能
主要知识点：催化剂的组成；载体的功能。
（3）对工业催化剂的要求
主要知识点：化工生产对工业催化剂的要求；催化剂活性表示方法；催化剂基本评价。
（4）均相催化与均相催化剂简介
主要知识点：催化剂分类。
第三章吸附作用与多相催化
1.教学基本要求
了解分子表面化学；理解吸附等温线、金属表面上的化学吸附、氧化物表面上的化学吸附；掌握固体催化剂的结构基础、多相催化的反应步骤；应用多相催化反应步骤研究气固相反应催化剂的开发。
2.要求学生掌握的基本概念、理论、技能
通过本章教学，使学生掌握固体催化剂的结构基础、多相催化的反应步骤；应用多相催化反应步骤研究气固相反应催化剂的开发。
3.教学重点和难点
教学重点是固体催化剂的结构基础，金属表面上的化学吸附，氧化物表面上的化学吸附。教学难点是多相催化的反应步骤。
4.教学内容
（1）多相催化剂的反应步骤
主要知识点：固体催化剂结构基础；多相催化的反应步骤；多相催化反应中的物理过程；反应物分子在催化剂表面的吸附。
（2）吸附等温线
主要知识点：简单的Langmuir吸附等温线；解离吸附的Langmuir等温线；非理想的Langmuir 吸附；Brunauer-Emmett-Teller吸附等温式。
（3）分子表面化学
主要知识点：金属表面上的化学吸附；氧化物表面上的化学吸附。
第四章各类催化剂及其催化作用
1.教学基本要求
了解金属簇状化合物、非晶态合金、杂多化合物、络合物催化剂的催化作用；理解各类催化剂的结构构型；掌握酸碱催化剂、非纳米分子筛催化剂、金属催化剂、金属氧化物催化剂、金属硫化物催化剂的定义、性质及催化作用；应用各类催化剂的催化特性解决不同化工反应对各类催化剂的需求。
2.要求学生掌握的基本概念、理论、技能
通过本章教学，使学生掌握酸碱催化剂、非纳米分子筛催化剂、金属催化剂、金属氧化物催化剂、金属硫化物催化剂的定义、性质及催化作用；应用各类催化剂的催化特性解决不同化工反应对各类催化剂的需求。
3.教学重点和难点
教学重点是半导体的能带结构，酸碱催化剂、分子筛催化剂、金属催化剂、金属氧化物催化剂、金属硫化物催化剂的定义、性质及催化作用。教学难点是半导体的能带结构。
4.教学内容
（1）酸碱催化剂及其催化作用
主要知识点：酸碱催化剂、酸碱催化剂的分类作用及其应用；固体表面酸类型和鉴定；酸碱中心的形成与结构；离子交换树脂催化剂及其催化作用。
（2）分子筛催化剂及其催化作用
主要知识点：沸石分子筛类型及结构；沸石分子筛的性质特点；分子筛的离子交换特性；离子交换特性的应用；分子筛催化作用。
（3）金属催化剂及其催化作用
主要知识点：金属催化剂；金属的能带模型和“d带空穴”概念；价键模型；配位场模型(晶体场理论)；金属催化剂催化活性的经验规则；负载型金属催化剂的催化活性；金属簇状物催化剂；合金催化剂及其催化作用；非晶态合金催化剂及其催化作用；金属膜催化剂。
（4）金属氧化物和硫化物催化剂及其催化作用
主要知识点：金属氧化物催化剂组成作用和功能、应用；金属硫化物催化剂；半导体的能带结构及其催化活性；导体催化剂化学吸附与催化作用；复合氧化物催化剂的结构；金属硫化物催化剂及其催化剂作用。
（5）络合催化剂及其催化作用
主要知识点：络合催化剂及其重要特征；络合催化应用；络合催化剂种类；过渡金属离子的化学键合；络合催化剂循环；配位场的影响；均相络合催化剂的固化技术。
第五章工业催化剂的制备与使用
1.教学基本要求
了解固体催化剂设计的新思路、计算机辅助催化剂设计；理解工业催化剂的设计方法；掌握催化剂的类型设计法；应用催化剂不同的制备技术满足不同化工产品生产用催化剂的需求。
