- 工业多相催化剂设计与研究的科学方法
- - 作者：韩一帆//朱明辉//涂维峰|责编:袁海燕
  - 出版社：化学工业
  - ISBN：9787122499202
  - 出版日期：2026/04/01
  - 页数：294
- 售价：59.2

内容大纲
《工业多相催化剂设计与研究的科学方法》是一本聚焦工业多相催化剂研发思想的专著。工业多相催化剂研发是过程工业中最复杂的工业实践，运行过程中高温、高压及多个反应并行。本书通过工业案例分析与科学研究结合，从催化材料、反应原料、反应器匹配、工艺优化、催化剂生命周期结构的动态变化、实时原位表征及智能设计数据等要素出发，论述与总结了工业多相催化研究的科学方法。
本书可供化学化工领域的研究人员、从事工业催化剂研发的专业人士以及相关专业的研究生参考，也可供对催化科学感兴趣的学者、相关工业领域的技术人员参考阅读。
作者介绍
目录
第1章  工业多相催化剂概述
  1.1  工业多相催化剂的定义与分类
    1.1.1  催化剂与催化作用
    1.1.2  多相催化科学的发展
    1.1.3  工业多相催化剂的分类
  1.2  工业多相催化剂的发展历史
    1.2.1  复合型金属氧化物/硫化物催化剂
    1.2.2  负载型金属催化剂
    1.2.3  酸碱催化剂
    1.2.4  沸石分子筛催化剂
  1.3  工业多相催化剂与反应器匹配
    1.3.1  工业多相催化反应
    1.3.2  工业多相催化剂的性质
    1.3.3  典型工业过程中的催化剂-反应器匹配案例
  1.4  甲醇合成工艺多相催化剂的设计
  参考文献
第2章  工业多相催化理论基础
  2.1  多相催化反应的基本定义
  2.2  多相催化反应的影响因素
  2.3  工业多相催化反应机理的分类
  2.4  多相催化反应的传质
    2.4.1  固-气相催化反应中的传质
    2.4.2  固-液相催化反应中的传质
    2.4.3  强化传质的方法与技术
    2.4.4  固体多相催化剂体表结构与反应性能
    2.4.5  工业多相催化反应
    2.4.6  针对苛刻条件的工业催化剂设计
  2.5  分子吸（脱）附与反应
    2.5.1  物理吸附与化学吸附
    2.5.2  吸附势能曲线
    2.5.3  吸附热
    2.5.4  吸热吸附和放热吸附
    2.5.5  吸附热与覆盖度的关系
    2.5.6  吸附热在催化反应中的重要性
  2.6  吸附速率和脱附速率
    2.6.1  理想吸附模型的吸附和脱附速率方程
    2.6.2  真实吸附模型的吸附和脱附速率方程
  2.7  吸附平衡
    2.7.1  吸附等温线
    2.7.2  理想吸附模型的等温方程
    2.7.3  真实吸附模型的等温方程
  2.8  工业催化剂活性中心
    2.8.1  催化活性中心的形成机制
    2.8.2  工业反应条件下催化活性中心的稳定性
    2.8.3  催化活性中心的动态变化过程以及与产品分布的关系
    2.8.4  催化活性中心形成与变化的原位表征
  参考文献
第3章  工业多相催化剂活性中心的全生命周期
  3.1  催化剂活性中心
    3.1.1  固体催化剂中活性位点概念的起源

    3.1.2  活性位点的类型
    3.1.3  影响位点活性的因素
    3.1.4  活性位点的复杂性
    3.1.5  活性位点的标定
  3.2  催化反应活性中心结构的动态变化
    3.2.1  由反应物驱动的催化剂表面重构
    3.2.2  反应温度驱动的催化剂表面在反应气体中的重构
    3.2.3  在催化过程中原位/工况表征催化剂
  3.3  催化剂失活与活性中心结构
    3.3.1  中毒
    3.3.2  结焦与积炭
    3.3.3  热降解和烧结
  3.4  催化活性中心的再生过程
    3.4.1  中毒催化剂的再生
    3.4.2  因焦炭或炭失活催化剂的再生
    3.4.3  烧结催化剂的再分散
  参考文献
第4章  工业多相催化剂的结构表征方法
  4.1  现场原位技术的介绍与进展
    4.1.1  “Operando”的定义与发展
    4.1.2  Operando反应器
    4.1.3  Operando红外光谱技术
    4.1.4  Operando激光拉曼光谱技术
    4.1.5  Operando X射线衍射和穆斯堡尔技术
    4.1.6  Operando X射线吸收光谱
    4.1.7  X射线光电子能谱（XPS）
    4.1.8  Operando耦合联用表征技术
    4.1.9  Operando技术的发展趋势
  4.2  催化剂活性中心结构的认知
    4.2.1  催化剂在高真空中的静态表面与在反应物介质中的动态表面
    4.2.2  催化剂表面在高真空与同一反应物气相中存在差异的原因
    4.2.3  催化剂表面复杂反应差异的本质
    4.2.4  基于电子的in situ/Operando表征技术涵盖的压力区间
  4.3  催化剂构-效关系构建
    4.3.1  负载型金属催化剂
    4.3.2  负载型金属氧化物催化剂
    4.3.3  沸石
  参考文献
第5章  工业多相催化剂的工程化
  5.1  催化剂制备方法
    5.1.1  沉淀法
    5.1.2  浸渍法
    5.1.3  溶胶-凝胶法
  5.2  工业多相催化剂成型
    5.2.1  成型的目标
    5.2.2  固定床反应器——颗粒状催化剂
    5.2.3  固定床反应器——整体型催化剂
    5.2.4  移动床反应器的催化剂
    5.2.5  流化床反应器的催化剂
  5.3  工业催化剂机械强度、抗毒稳定性及其寿命的测定和评价

    5.3.1  机械强度的测定
    5.3.2  抗毒稳定性的评价
    5.3.3  工业多相催化剂的寿命
  参考文献
第6章  工业多相催化剂的设计方法
  6.1  传统工业多相催化剂开发的一般过程
    6.1.1  催化剂设计的框图程序
    6.1.2  目标反应的热力学分析
    6.1.3  目标反应的经济性分析
    6.1.4  催化剂主要成分——活性组分的选择
    6.1.5  催化剂载体的选择
    6.1.6  催化剂次要组分的优化选择
  6.2  催化剂优化设计模型
    6.2.1  几何结构描述符
    6.2.2  d带中心模型——电子特征描述符
    6.2.3  能量描述符
    6.2.4  复合描述符模型
  6.3  催化剂设计与优化方法
    6.3.1  遗传算法在催化剂设计方面的应用
    6.3.2  机器学习在催化剂设计方面的应用
    6.3.3  生成式人工智能
  6.4  工业催化剂理性设计的挑战与展望
    6.4.1  工业催化剂结构动态演变的普遍性与复杂性
    6.4.2  实验试错法——“盲人摸象”与效率困局
    6.4.3  经验法——催化剂静态结构知识库缺乏扩展有效性
    6.4.4  理论预测法——真实数据的瓶颈
    6.4.5  破解催化剂理性设计困局的利器——多种谱学联用原位技术
  6.5  结语
  参考文献

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