催化剂工程 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:四川大学

作者:储伟主编

出品人:

页数:262

译者:

出版时间:2007-2

价格:30.00元

装帧:

isbn号码:9787561433843

丛书系列:

图书标签:

• 抄书公
• 催化剂
• 化工
• 化学工程
• 反应工程
• 材料科学
• 化学工业
• 工业催化
• 催化反应
• 过程强化
• 绿色化学

《催化剂工程》是一本深度剖析催化剂科学与技术发展前沿的专业著作，旨在为从事催化剂研发、生产、应用及相关领域研究的科研人员、工程师和高年级本科生、研究生提供一本全面、权威的参考指南。本书的内容涵盖了催化剂的方方面面，从基础理论到前沿技术，从材料设计到工程应用，力求构建一个完整而系统的知识体系。 第一部分：催化剂的基础理论与原理 本书的开篇，将带领读者深入理解催化过程的本质。我们首先从宏观角度阐述催化剂在现代化学工业中的不可或缺性，以及催化剂工程对于提高反应效率、降低能耗、减少环境污染的关键作用。随后，我们将细致梳理催化反应的基本原理，包括均相催化和多相催化两大类，分别解析其反应机理、动力学特征和热力学平衡。 在多相催化方面，本书将重点讲解吸附理论（如Langmuir、Temkin等模型）、表面化学以及活性位点的概念。读者将了解到不同类型的吸附（物理吸附与化学吸附）如何影响催化性能，以及表面结构（如晶面、缺陷、边缘等）对反应活性的敏感性。此外，本书还将深入探讨电子理论和几何理论在解释催化活性方面的贡献，以及它们如何指导催化剂的设计。 对于催化动力学，本书将系统介绍反应速率方程的建立、表征和应用，包括影响反应速率的因素（如温度、压力、浓度、催化剂性质等）以及如何通过动力学研究来优化反应条件。我们将详细阐述各种动力学模型，例如Eley-Rideal模型、Mars-van Krevelen模型等，并结合实例展示如何运用这些模型来理解和控制催化反应过程。 第二部分：催化剂的材料设计与制备 本部分是本书的核心内容之一，将聚焦于催化剂材料的设计理念、合成方法以及结构表征。 催化材料的分类与选择：我们将系统介绍各类催化材料的特性，包括金属催化剂（如Pt、Pd、Ni、Fe等）、金属氧化物催化剂（如TiO2、Al2O3、CeO2等）、金属硫化物催化剂、分子筛催化剂、碳基催化剂以及复合催化剂等。每类材料都将从其基本性质、优点、缺点以及在不同反应中的应用潜力进行详细讨论。 催化剂的结构设计：本书将深入探讨如何通过调控催化剂的微观结构来优化其性能。这包括： 高比表面积的设计：如何通过控制孔径分布、提高孔隙率来增大催化剂与反应物的接触面积，从而提高催化效率。我们将介绍诸如溶胶-凝胶法、模板法、微乳液法等制备高比表面积材料的技术。 活性位点的精确控制：如何实现对活性位点数量、类型和分布的精准调控，以提高选择性和降低副反应。我们将讨论单原子催化剂、纳米颗粒催化剂、合金催化剂以及缺陷工程等前沿技术。 晶面取向的调控：不同晶面的催化活性可能存在显著差异。本书将介绍如何通过特定合成策略（如水热法、溶剂热法、气相沉积等）来优先暴露具有更高催化活性的晶面。 催化剂载体的作用与设计：载体不仅提供支撑，还能在电子、结构或协同效应上影响催化剂性能。我们将详细介绍各类载体（如氧化铝、二氧化硅、活性炭、沸石、金属有机框架材料等）的性质，以及如何选择和设计合适的载体。 催化剂的制备技术：本书将系统介绍当前主流的催化剂制备方法，包括： 浸渍法：经典且常用的制备方法，我们将详细阐述干浸渍、湿浸渍、不等摩尔浸渍等技术的细节与优缺点。 沉淀法：共沉淀法、选择性沉淀法等，以及如何控制沉淀过程以获得理想的粒径和形貌。 溶胶-凝胶法：适用于制备氧化物催化剂，我们将探讨其在控制前驱体组成、获得均一性和高比表面积方面的优势。 化学气相沉积（CVD）：用于制备薄膜催化剂或在载体上沉积活性组分，特别是对于制备单原子催化剂和纳米结构催化剂。 模板法：利用具有特定结构的模板（如聚合物、无机纳米材料）来引导催化剂的自组装，以获得周期性多孔结构。 原子层沉积（ALD）：实现对催化剂活性组分进行原子级别的精确控制，尤其适用于制备单原子催化剂和超薄活性层。 催化剂的表征技术：精准的结构表征是理解催化剂性能的基础。本书将详细介绍各种表征技术及其在催化剂研究中的应用： 结构表征：X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、高分辨透射电子显微镜（HRTEM）、X射线光电子能谱（XPS）、俄歇电子能谱（AES）、X射线吸收光谱（XAS，包括XANES和EXAFS）等，用于分析催化剂的物相、形貌、粒径、表面组成和化学状态。 表面积与孔结构表征：BET比表面积测定、孔径分布分析（如N2吸附-脱附等温线）。 催化活性与选择性评价：固定床、移动床、浆态床等反应器设计，以及GC、HPLC、MS等在线/离线分析手段。 光谱学方法：傅里叶变换红外光谱（FTIR）、拉曼光谱、紫外-可见漫反射光谱（UV-Vis DRS）等，用于分析催化剂表面官能团、配位状态和电子结构。 电化学表征：循环伏安法（CV）、线性扫描伏安法（LSV）、电化学阻抗谱（EIS）等，特别适用于电催化剂的研究。 第三部分：催化剂的性能调控与稳定性 本部分将聚焦于如何提升催化剂的性能，并解决其稳定性问题。 催化剂的协同效应：探讨不同组分之间、不同位点之间可能产生的协同效应，例如“协同中心”概念，如何通过合理搭配组分来设计具有更高活性的催化剂。 电子助剂与结构助剂：分析如何通过引入少量添加剂来改善催化剂的电子结构、晶体结构或分散度，进而提高其催化性能。 催化剂的失活与再生：深入剖析催化剂失活的各种机制，包括积炭、烧结、中毒、浸出、结构重排等。针对不同的失活机制，介绍相应的催化剂失活预测、诊断方法以及催化剂的再生技术（如氧化再生、还原再生、浸出再生等）。 催化剂的稳定性：从长远应用的角度出发，强调催化剂在反应条件下的长期稳定运行能力。讨论如何通过材料设计、载体选择和工艺优化来提高催化剂的抗中毒能力、抗烧结能力和抗磨损能力。 第四部分：催化剂的工程化应用 本部分将把理论和材料设计上升到实际工程应用层面。 催化反应器设计与优化：根据不同的催化反应特点（如放热/吸热、气-液/气-固/液-液多相），介绍固定床反应器、流化床反应器、移动床反应器、鼓泡塔反应器、管式反应器等各类反应器的设计原则、流体力学特性、传热传质特性以及放大效应。 催化剂的装填与操作：讲解催化剂在工业生产中的装填技术、操作规程以及安全注意事项。 工业催化剂的应用实例：本书将列举并详细分析多个重要的工业催化过程，包括但不限于： 石油化工领域：如加氢裂化、催化重整、乙烯/丙烯聚合、选择性氧化等。 煤化工领域：如费托合成、合成气转化等。 环保领域：如汽车尾气净化（三元催化）、工业废气处理（VOCs氧化）、脱硝（SCR）等。 新能源领域：如燃料电池催化剂、电解水制氢催化剂、CO2电催化还原催化剂等。 精细化工领域：如医药中间体合成、农药合成、香料合成等。 催化剂的经济性与可持续性：讨论催化剂的成本控制、生命周期评价以及绿色催化剂的发展方向，例如使用可再生原料、设计环境友好型催化剂、减少能源消耗和废弃物产生等。 第五部分：催化剂工程的未来展望 在本书的最后，我们将对催化剂工程的未来发展方向进行展望。 理论计算与人工智能在催化剂设计中的应用：介绍密度泛函理论（DFT）、机器学习、深度学习等计算工具如何加速催化剂的理论预测和筛选。 新型催化材料的发展：例如类金刚石碳材料、MOFs/COFs作为催化剂载体或骨架、二维材料（如MXenes、石墨烯）作为催化剂的应用。 微反应器与连续流催化：探讨微反应器在催化反应中的优势，如高效传热传质、精确控制反应条件以及安全性。 原位/实时表征技术：介绍原位X射线衍射、原位红外光谱、原位拉曼光谱等技术在动态研究催化过程中的重要作用。 生物催化与仿生催化：简要介绍酶催化以及模仿生物酶结构的催化剂设计理念。 《催化剂工程》力求以清晰的逻辑、严谨的论证和丰富的实例，为读者呈现一个全面而深入的催化剂科学与工程的世界。本书不仅是理论知识的汇集，更是指导实践、激发创新的有力工具。通过阅读本书，读者将能够深刻理解催化剂的工作原理，掌握催化剂的设计与制备方法，并能够将其应用于解决实际的工业生产和环境挑战。

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这本书的阅读体验是扎实而有重量感的，它不像快餐式的科普读物，而更像是一本需要反复研读的“工具书”和“思想库”。我尤其关注了其中关于**流体动力学与催化剂颗粒设计**的章节。在实际的催化反应中，催化剂颗粒的尺寸、形状和堆积方式直接决定了反应器的效率和能耗。作者在这部分内容中，详细介绍了颗粒孔隙结构对宏观反应速率的影响，特别是关于**扩散限制效应**的数学模型和工程应用。他清晰地展示了在追求高活性（通常需要小颗粒和高孔隙率）与追求机械强度和低压降（通常需要大颗粒和致密结构）之间的矛盾，并提供了多目标优化设计的策略。这种对**工程约束条件的现实考量**，使得这本书的建议具有极强的可操作性。我体会到，真正的催化剂工程，远不止于合成出高活性的物质，更在于如何将其以最高效、最经济的方式投入到工业应用中去。总而言之，这是一部内容涵盖了**从分子层面到宏观反应器操作层面的全景式指南**，对于任何想在催化领域深耕的工程师或研究人员来说，都是一本不可或缺的案头宝典。

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说实话，我并不是一个喜欢做笔记的读者，但《催化剂工程》这本书让我不得不停下来，频繁地在空白处写下自己的思考和疑问。这套书的内容密度非常高，几乎每一页都承载了大量的专业信息，但最让我感到“烧脑”但又无比受用的，是关于**催化剂的表征技术与数据处理**那一部分。作者并没有简单罗列常用的表征手段（如BET、TEM、XPS），而是深入分析了不同表征技术在回答特定工程问题时的局限性。例如，它详细论述了为什么高真空下的XPS数据可能无法完全反映催化剂在真实反应气氛下的电子态，并介绍了几种**原位（in-situ）反应谱学技术**的应用方法。这种对“如何获取有效数据”的强调，体现了作者极高的科研素养。这本书的结构设计非常精巧，它将复杂的实验数据分析过程系统化、流程化了，仿佛在指导我们如何建立一套**“从样品制备到数据解析再到性能优化”的闭环质量控制体系**。读完这部分内容，我感觉自己对过去一些实验结果的理解深度上了一个台阶，不再满足于看到表面的峰值或面积，而是开始追问这些表征数据背后的真实物理化学过程。

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这本书的写作风格非常鲜明，它有一种老派的、扎实的学者风范，语言精准，逻辑链条密不透风，但又充满了对前沿技术的敏锐洞察力。我最欣赏它在处理**新型催化剂设计理念**时的前瞻性。书中用了整整一个章节来探讨“智能催化”和“自适应催化剂”的概念，虽然这些领域目前还处于研究的早期阶段，但作者已经开始从工程角度思考如何将这些颠覆性的技术融入现有的工业流程。例如，书中提到了利用光热效应调控反应速率的材料设计思路，并分析了其在温室气体减排等领域的潜在应用前景。这种将**基础科学的突破与未来工业的蓝图**紧密结合的写法，极大地激发了我的研究热情。不同于市面上很多只关注成熟技术的书籍，这本书敢于探讨那些“尚未被证明”但极具潜力的方向，并且提供了清晰的**技术路线图和潜在的工程化挑战**。对于我们这些需要不断寻找下一代技术突破口的研发人员来说，这本书提供了一个绝佳的“头脑风暴”的起点。它的深度足够支撑资深专家进行学术辩论，同时它的广度也足以让入门者建立起一个完整的知识框架。

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这本《催化剂工程》的封面设计得十分现代，那种深邃的蓝黑色调，配上一些抽象的化学结构图样，立刻就给人一种专业、严谨的感觉。我刚拿到手的时候，还抱着一丝好奇，毕竟“催化剂”这个词听起来就挺高深的。我本职是做材料科学研究的，日常接触的文献很多，但系统性地梳理催化剂的工程化应用的书籍相对较少，所以格外期待。这本书的排版相当清晰，字体大小适中，图表质量非常高，很多微观结构图都做得非常精细，这一点对于理解复杂的反应机理至关重要。初读前几章，作者的叙述逻辑非常流畅，从基础的催化理论，到活性位点的构筑，再到反应器的设计，过渡得非常自然。特别是关于**非均相催化剂的制备技术**那一部分，详述了浸渍法、共沉淀法等传统方法的优缺点，并着重对比了现代气相沉积技术在控制孔隙结构上的优势，这对我后续优化实验室制备流程提供了非常直接的指导。我特别欣赏作者在讲解**催化剂失活与再生**时所采取的辩证分析角度，没有一味强调如何避免失活，而是深入探讨了在特定工业条件下，如何设计具有更长寿命或更易再生活性的催化体系，这体现了高度的工程实践智慧。总的来说，这本书的**视觉呈现和基础理论构建**都达到了行业内顶尖水准，让人在阅读过程中能持续保持高度的专注度，丝毫没有枯燥感，更像是在阅读一本精心制作的行业白皮书。

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说实话，我本来以为这本书会是一本纯粹的理论堆砌，毕竟“工程”这个词有时会让人联想到枯燥的公式和繁琐的计算。但翻开内页后，我的看法完全改变了。这本书的厉害之处在于它找到了理论深度与工程实践之间的完美平衡点。它没有停留在教科书层面去解释“为什么”，而是花了大量篇幅去剖析“怎么做”以及“在实际生产中会遇到哪些坑”。比如，在讨论**反应器选型与放大效应**时，作者非常直白地指出了从实验室的微型反应器到工业化大型固定床或流化床反应器之间，传热、传质的巨大差异，并给出了几种常用的CFD（计算流体力学）模拟方法来预测这种尺度的影响，这部分内容对于化工工艺工程师来说，简直就是“救命稻草”。更让我惊喜的是，书中竟然穿插了几个**真实工业案例的深度剖析**，比如某大型合成氨装置的催化剂床层热点问题，以及如何通过优化催化剂颗粒形貌来缓解这一问题。这些案例的细节描述极其丰富，从原料的预处理到最终产品的分离，构建了一个完整的系统视角。阅读这些部分时，我感觉自己不是在看书，而是在参与一次高水平的行业研讨会，那种**身临其境的解决问题的代入感**是很多学术专著无法提供的。这本书的价值，绝不仅仅在于知识的传授，更在于**工程思维模式的培养**。

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没有任何可读性的书籍， 催化书都是抄， 这个抄书比较全。。。。

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