绪论
催化作用：是利用催化剂来加速(或减慢)化学反应速度的一种化学作用。
催化剂：一种能够改变化学反应速度，而它本身又不形成最终产物的物质。
催化科学：研究催化剂与催化过程的科学，涉及到物理、化学、材料等多类学科，是一门综合科学。
１. 催化科学的重要性
催化作用是现代工业极其重要的过程，是现代世界最重要的技术之一，如果没有催化作用，现在的生活将与我们实际所看到的截然不同。
大约90%的化学品与材料是借助催化作用通过分步反应生产出来的。
1960年Sohio (the Standard Oil Company of Ohio 俄亥俄标准石油公司) 开发成功磷钼铋氧系催化剂，由丙烯氨氧化生产丙烯腈时，原有的三种丙烯腈生产方法（环氧乙烷法、乙醛法、乙炔法）都变得不再有生命力
了，并且随着磷钼铋氧系丙烯氨氧化生产丙烯腈催化剂的不断改进及非磷系丙烯氨氧化生产丙烯腈催化剂的成功开发，使该法日益成熟。
丙烯腈是三大合成材料——合成纤维、合成橡胶、塑料的基本且重要的原料
2. 能源化工和环境化工的兴起，为工业催化提出了新课题和新的研究领域。
能源化工：
目前能转化成燃料的碳源有以下三类：
原油及相关物质；煤炭；生物质。
它们的充分开发和利用有赖于催化剂。
催化燃烧是燃烧的最高境界。
与直接燃烧相比，催化燃烧温度较低，燃烧比较完全。催化燃烧为无焰燃烧，因此适用于安全性要求高的场合，如以H2和O2为原料的燃料电池、用汽油或酒精为原料的怀炉（催化剂为浸Pt石棉）等
环境保护：造成大气污染的三个主要领域，都可通过催化技术加以控制：
（1）对于污染大气的可燃性气体，采用催化燃烧技术；
（2）对于工业装置排放的NOX气体，可将其催化还原为氮气；
（3）对于各种车辆用燃料排放气的控制。
３.新型能源
光催化分解水制氢气
４. 生物体内广泛存在的酶，是生物赖以生存的一切化学反应的催化剂。
第一章 绪论
一、课程的性质和任务
了解催化过程的化学本质；熟悉工业催化技术的基本要求和特征；为培养化工工艺类专业工
程师提供坚实的理论基础。
化学与化工是自然科学技术发展的基础学科之一。
化学是研究物质的组成、结构、性质及其变化规律和变化过程中能量关系的学科。
化工是运用化学原理和机械原理，将物质的组成、结构、性质变成目标产品的过程工程学科。
催化作用的意义 催化作用是现代工业极其重要的过程，是现代世界最重要的技术之一，如
果没有催化作用，现在的生活将与我们实际所看到的截然不同。
大约90%的化学品与材料是借助催化作用通过分步反应生产出来的。
能源化工：目前能转化成燃料的碳源有三类：原油及相关物质；煤炭；生物质。
这三类物种的充分开发和有些利用有赖于催化剂。
环境保护：造成大气污染的三个主要领域，都可通过催化技术加以控制：
（1）对于污染大气的可燃性气体，采用催化燃烧技术控制；
（2）对于工业装置排放的NOX，可将其催化还原为氮气；
（3）对于各种车辆用燃料排放气的控制，目前虽已提出很多种方法，如改用清洁燃料，重
新设计发动机等，采用催化燃烧技术也能达到控制目的。
3. 生物体内的酶是生物赖以生存的一切化学过程的催化剂。
酶的催化作用至今还难在生物体外实现：酶催化效率高，选择性好，反应条件温和。
弄清自然界中酶催化过程，不仅有利于了解自然奥秘，也将大大提高人类利用自然、改造自
然的本领。
第二章 催化作用与催化剂
催化剂加速化学反应的实例
SO2 ＋ O2 SO3 ( V2O5催化剂)
无催化剂时，即使加热也几乎不生成SO3。
N2 ＋ H2 NH3 (Fe催化剂)
若没有铁催化剂，在反应温度为400℃时，其反应速度极慢，竞不能觉察出来，而当
有铁催化剂的存在时，就实现工业生产合成氨。
关于可逆反应
根据微观可逆原理，假如一个催化反应是可逆的，则一个加速正反应速率的催化剂也
应加速逆反应速率，以保持K平不变（K平＝K正/K逆）。
1. 名词解释
B酸: 能够提供质子的质子酸B碱：能够接受质子的质子碱；L酸：能够接受电子的非质子酸；L碱：能够提供电子的非质子碱。内扩散：从颗粒外表面向内孔道的扩散或其反向扩散。
外扩散：从气流层经过滞流层向催化剂颗粒表面的扩散或其反向的扩散。
吸附等温线：对于给定的物系，在温度恒定和达到平衡的条件下，吸附量与压力的关系称为吸附等温式或吸附平衡式，绘制成曲线称为吸附等温线
催化作用：催化剂够加速反应的速率而不改变该反应的标准Gibbs自由焓变化，这种作用称为催化作用。
电子逸出功：电子逸出功φ是将一个电子从固体内部拉到外部变成自由电子所需要的能量，此能量用以克服电子的平均位能Ef，因此从Ef到带顶的能量差就是逸出功φ。
H2在Pt(1.1.1)的四种吸附态：碱性吸附、单点吸附、多点吸附、聚合吸附。
能带理论：由量子力学原理得每一个晶格中的电子运动规律可用“金属轨道”表示，每一个轨道在金属晶体场内有自己的能级，由于有N个轨道，且N很大，因此这些能级靠得非常紧密，以至于它们形成了连续的带。
价键理论：价键理论认为过渡金属原子以杂化轨道相结合，杂化轨道通常为s、p、d等原子轨道的线性组合，称为spd或dsp杂化。
配位场理论：借用络合物化学中键合处理的配位场概念而建立的定域键模型。
择形催化:以分子筛作催化剂时,催化剂具有规则的孔道和孔笼结构,反应物和产物的分子线度与晶内孔径想接近时才能进入,使其具有形状和大小的选择性,故称这种催化为择形催化
Fermi能级:在绝对零度下，电子成对地从最低能级开始一直向上填充，电子占用的最高能级称为Fermi能级。
d带空穴:金属原子的d带中某些能级未被充满,可以看作d带中的空穴，称为“d带空穴”
d特性百分数:杂化轨道中d原子轨道所占的百分数称为d特性百分数。
金属键浸没在公有化电子云中的正离子和负电子云间的库仑相互作用形成的化学键
沉淀法:沉淀法是借助沉淀反应，用沉淀剂（如碱类物质）将可溶性的催化剂组分(金属盐类的水溶液)转化为难溶化合物,再经分离、洗涤、干燥、焙烧、成型等工序制得成品催化剂
催化作用具备哪些基本特征？
1)催化剂只能加速热力学上可以进行的反应;
2)只能加速到达反应平衡的时间，不能改变化学平衡位置
3)催化剂对反应具有选择性
4)催化剂活性有一定寿命
工业催化剂一般有哪些组分组成?各组分具有什么功能？
活性组分：提供改变反应历程的组分，多为金属、氧化物、酸碱
载体组分：是或活性组分的分散剂、粘合剂、或支撑体。多数为硅和铝的氧化物
助催化剂组分：催化剂的辅助组分，本身没有活性或者活性很低，用于改善催化剂的各种性能
载体的功能主要体现在哪几个方面？
提供适宜的比表面和孔结构
维持催化的形状和机械强度
改善催化剂热传导性
提高催化剂中活性组分分散度
提供附加活性中心
活性组分和载体的溢流现象和强相互作用
3A、4A和5A分子筛都是A型分子筛吗？它们的孔径大小分别为多少？其结构中的阳离子分别是什么
是。3A：0.3nm 钾离子; 4A：0.4nm 钠离子；5A：0.5nm 钙离子。
金属催化剂为什么大多数制备成负载型催化剂？负载型催化剂中金属分散度的定义是什么？
因为金属催化剂尤其是贵金属，价格昂贵，将其分散成微小的颗粒附着在高表面积和大孔隙的的载体上，可以节省用量，增加金属原子暴露于表面的机会。
金属的分散度：金属在载体上微细程度
什么是溢流现象？其发生的条件是什么？
溢流现象，是指固体催化剂表面的活性中心(原有的活性中心)经吸附产生出一种离子或者自由基的活性物种，它们迁移到别的活性中心处(次级活性中心)的现象。
条件：⑴溢流物种发生的主源；⑵接受新物种的受体，它是次级活性中心
什么是d%？如何理解运用？
在成键轨道中d轨道所占的百分率,金属的d特性百分数越大，表明电子留在d带中的百分数越多，也就表明d带中空穴越少。金属的d特性百分数与其催化活性有一定关系
一种催化过程的设计，原则上可以区分为哪三个层次？
第一层次，在原子，分子水平上设计催化剂的活性组分，活性位；
第二层次，在介观尺度的水平上设计催化剂粒子的大小，形貌、表面与结构；
