具体描述
《无机及分析化学》是经全国高等农业院校教学指导委员会审定的“十五”规划教材，分为上篇（无机化学）和下篇（分析化学）两大部分。无机化学部分重点介绍了溶液与胶体、化学变化的能量关系和反应方向、化学反应速率、化学平衡、原子结构与元素周期系、化学键和分子结构、酸碱平衡、沉淀溶解平衡、氧化还原反应、配位化合物、元素及其化合物选述等内容。分析化学部分的内容包括化学分析和仪器分析。每章附有思考题与习题，注重启发性，利于扩大学生知识面，提高学生分析问题、解决问题的能力。
《无机及分析化学》重点突出，内容精简，融会新知识，具有新特点。既可作为高等农业院校化学基础课教材，也可供相关专业的教师、学生及科技工作者参考使用。
工业催化剂的最新进展与应用 本书导言 本书旨在全面梳理和深入探讨当前工业催化剂领域的最新研究进展、关键技术瓶颈以及未来发展趋势。随着全球对可持续发展和能源效率要求的不断提高，高效、环保的催化体系已成为现代化学工业的核心驱动力。本书内容涵盖了从基础理论研究到实际工业应用的多个层面，力求为从事催化剂设计、制备、表征及工业化应用的研究人员、工程师和学生提供一份详实且具有前瞻性的参考资料。 第一章 负载型金属催化剂的结构调控与性能优化 本章聚焦于负载型贵金属及非贵金属催化剂的设计与功能化。我们将首先回顾经典的金属-载体相互作用（SMSI）理论，并结合最新的实验技术（如原位光谱、高分辨电镜等），阐述活性位点结构在不同反应环境下的动态演变。 1.1 纳米粒子尺寸效应与形貌控制： 详细讨论了贵金属纳米粒子尺寸对催化反应活性的影响规律，重点介绍了通过表面化学修饰、限域效应（如沸石孔道、介孔材料限制）来精确控制纳米颗粒尺寸分布和晶面暴露的方法。例如，在氢甲酰化反应中，超小尺寸的铑纳米粒子与较大尺寸粒子展现出的截然不同的反应路径和选择性。 1.2 载体材料的创新与选择： 不再局限于传统的氧化铝、二氧化硅和活性炭，本章重点介绍了新型功能化载体的开发，包括金属有机框架（MOFs）衍生的碳材料、高熵氧化物（HEOs）以及具有特定酸碱性位点的分子筛。探讨了载体的孔结构、表面官能团以及电子结构如何协同影响金属活性中心的稳定性和电子态。 1.3 单原子催化剂（SACs）的突破： 单原子催化剂因其原子利用率接近100%和独特的催化性能而备受关注。本章深入分析了如何稳定分散的单原子位点，探讨了锚定位点（如N、S、P等配位原子）对电子结构和催化性能的精细调控。特别关注了SACs在选择性氧化、C-H键活化等高难度反应中的应用实例。 第二章 绿色合成与环境催化：面向可持续发展的挑战 环境友好型催化是未来化工发展的必然趋势。本章围绕能源转化和污染物控制两大主题，阐述了新一代催化体系的构建策略。 2.1 二氧化碳（CO2）捕集与资源化利用： 重点介绍了电催化还原CO2（CO2RR）和光催化还原CO2的最新进展。分析了影响CO选择性、甲酸选择性的关键催化剂材料，如铜基合金、锌基催化剂以及新型的量子点催化体系。讨论了反应机理中关键中间体（如COOH）的吸附和转化路径。 2.2 高效水分解催化剂： 围绕制氢技术，详细介绍了非贵金属基氧析出反应（OER）和析氢反应（HER）的催化剂。对比了磷化物、硫化物、氮化物和高活性氧化物在碱性、中性和酸性电解液中的性能差异，强调了催化剂的长期稳定性和抗腐蚀性在实际电解水制氢中的重要性。 2.3 挥发性有机物（VOCs）的催化燃烧与转化： 针对工业排放的VOCs治理，本章分析了全负载型过渡金属氧化物催化剂在低温深度氧化的优势。阐述了催化剂活性中心的缺陷工程如何有效降低反应活化能，并讨论了催化剂在湿法烟气条件下的抗中毒机制。 第三章 反应工程与催化剂过程强化 先进的催化剂性能必须通过合理的反应器设计和过程强化才能转化为实际的工业效益。本章侧重于从宏观工程角度优化催化过程。 3.1 微反应器技术与传质传热优化： 讨论了将纳米催化剂集成到微通道反应器中的优势。分析了微反应器中传质和传热的极端强化效应如何克服传统釜式反应器的局限性，特别是对于高放热或快速反应的控制。 3.2 反应器内催化剂的在位表征（Operando Spectroscopy）： 强调了理解催化剂在真实工作条件下状态的重要性。介绍了同步辐射光源支持下的X射线吸收谱（XAS）、原位拉曼光谱等技术在揭示反应机理、监测失活前兆方面的应用，以及如何利用这些数据指导催化剂的迭代设计。 3.3 催化剂失活的机制诊断与再生技术： 系统总结了催化剂失活的常见模式，包括烧结、积炭、毒化和相变。针对不同失活机制，提出了对应的再生策略，例如低温表面氧化再生、化学浸渍法修复以及利用等离子体辅助的再生技术，旨在延长催化剂的使用寿命。 第四章 新型功能材料在催化中的交叉应用 本章探讨了材料科学的前沿成果如何赋能催化领域，特别关注了非传统催化剂体系的兴起。 4.1 光热协同催化： 介绍了利用材料对特定波长光吸收产生局部高温（光热效应）来驱动催化反应的新范式。分析了碳纳米管、黑磷、某些半导体氧化物等光热转化材料在甲烷重整、水相氧化等反应中的独特优势，实现了能量输入的精细化控制。 4.2 电化学与催化的耦合体系： 详细阐述了在电场作用下，如何调控反应中间体的吸附能和产物选择性。重点分析了电化学辅助催化剂的制备方法，以及其在有机合成中实现传统热催化难以达到的高选择性转化的潜力。 4.3 生物启发与仿生催化剂： 探讨了从天然酶结构中汲取灵感，设计模仿酶活性中心的仿生催化剂。关注点集中在模仿酶的活性中心结构，实现对小分子底物（如O2、N2）的高效活化和选择性转化，特别是在温和条件下模拟氮气固定的前沿研究。 结论与展望 本书最后总结了当前工业催化面临的主要挑战，如高活性、高选择性、长寿命和低成本的平衡难题。展望未来，多尺度模拟（从量子化学到CFD）的深度融合、人工智能与机器学习在催化剂筛选中的应用，以及开发能够在极端苛刻条件下保持稳定性的“鲁棒性”催化材料，将是推动下一代催化技术实现工业突破的关键方向。本书期望能激发读者在这些交叉领域进行深入探索和创新实践。
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