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文本内容:
催化原理课程教学大纲课程名称催化原理英文名称Cata Iys isPr inc ip Ie课程编码x4030151学时数32其中实践学时数0课外学时数0学分数
2.0适用专业化学工程与工艺—\课程简介《催化原理》是能源化学工程专业选修课课程主要讲授了能源化工过程中催化作用和原理、基本概念和基本研究方法通过本课程的学习可以使学生了解催化原理基本概念,吸附作用,气固多相催化反应动力学基础以及不同催化剂(酸碱催化剂,金属催化剂、过渡金属氧化物催化剂和过渡金属配合物催化剂)的催化机理及其在实际生产过程中的应用培养学生分析问题解决问题的能力,让学生掌握催化剂的制备、应用、性能测试等,为后续的毕业论文教学环节的实施奠定了理论基础
二、课程目标与毕业要求关系表课程目标毕业要求
1、了解催化催化作用机理、催化剂的反应性能、影2-3能够综合运用化学工程与工艺专业基响因素掌握物理吸附和化学吸附;掌握化学吸附态的形础理论和研究方法,借助文献寻求复杂工式、吸附热和吸附平衡熟悉多相催化反应动力学程问题的解决方案,并获得有效结论
2、了解固体酸碱催化剂定义及分类、熟悉固体表面2-3能够综合运用化学工程与工艺专业基酸碱性质测定;掌握酸碱中心的形成过程;掌握固体酸碱础理论和研究方法,借助文献寻求复杂工催化反应机理;了解分子筛的结构与性能;了解催化裂化程问题的解决方案,并获得有效结论催化机理
3、了解金属催化剂的用途及特性、掌握金属键及金属能带理论、晶格缺陷与催化性能、了解担载型金属催化2-3能够综合运用化学工程与工艺专业基剂的催化活性及其在石油化工中的应用;掌握半导体能带础理论和研究方法,借助文献寻求复杂工结构理论、了解金属氧化物的结构及表面吸附、了解金属程问题的解决方案,并获得有效结论■氧键、酸碱性与催化活性选择性、了解半导体特性对催化活性的影响
4、掌握配合物的组成及结构、熟悉基元反应2-3能够综合运用化学工程与工艺专业基了解配位催化剂特点及催化反应机理、了解晶体场理础理论和研究方法,借助文献寻求复杂工论;配位场理论;价键理论程问题的解决方案,并获得有效结论
5、了解催化剂设计方法的基本方法和步骤、了解催化剂制备方法、了解催化剂表征;了解催化性能评价、了2-3能够综合运用化学工程与工艺专业基解催化剂活性、寿命、失活原因、催化剂中毒、烧结、积础理论和研究方法,借助文献寻求复杂工炭的形成过程;了解催化剂再生方法和步骤;了解催化剂程问题的解决方案,并获得有效结论运输、贮藏与填装
三、课程教学内容、基本要求、重点和难点
(一)催化作用及催化剂基础
1、基本要求
(1)了解催化作用及催化剂的基本概念;
(2)了解催化作用机理
(3)了解催化剂的反应性能、影响因素和提高方法
(4)了解催化剂和催化反应的分类
2、重点催化作用及其机理清洁燃油规范的发展
3、难点
(1)催化剂的反应性能
(2)吸附和多相催化反应过程
(二)吸附和多相催化反应过程
1、基本要求
(1)了解催化剂的吸附作用
(2)掌握物理吸附和化学吸附的本质区别
(3)掌握吸附势能曲线表达方式及物理意义
(4)掌握化学吸附态的形式
(5)了解吸附粒子在催化剂表面的运动
(6)了解吸附热和吸附平衡
(7)熟悉多相催化反应动力学
2、重点
(1)各种物质的化学吸附态;
(2)理想吸附的等温线形式;
(3)多相反应过程分析
3、难点
(1)化学吸附态对化学反应的影响;
(2)吸附等温方程的作用及其相互间的差别
(3)酸性催化剂及其催化作用
(三)酸性催化剂及其催化作用
1、基本要求
(1)了解固体酸碱催化剂应用
(2)了解固体酸碱催化剂定义及分类
(3)熟悉固体表面酸碱性质及其测定
(4)掌握酸碱中心的形成过程
(5)掌握固体酸碱催化反应机理
2、重点
(1)常见固体酸的结构和酸性中心的形成;
(2)软硬酸碱原理;
(3)酸量与酸强与催化作用的相互关系;
(4)酸量及酸强的概念及测定方法;
(5)分子筛的结构与性能;
(6)催化裂化催化机理
3、难点
(1)酸量及酸强的概念及测定方法;
(2)常见固体酸的结构和酸性中心的形成;
(3)催化裂化催化机理
(四)金属催化剂及其催化过程
1、基本要求
(1)了解金属催化剂的用途及特性
(2)掌握金属键及金属能带理论
(3)熟悉过渡金属的结构与催化作用
(4)掌握金属晶格缺陷与催化性能
(5)了解金属催化反应
(6)了解担载型金属催化剂的催化活性
(7)了解金属催化剂在石油化工中的应用
2、重点
(1)金属键及金属能带理论;
(2)金属的化学键与催化活性之间的相互关系;
(3)金属的晶格缺陷与催化作用之间的关系;
(4)金属催化剂的催化加氢反应
3、难点金属的晶格缺陷与催化作用之间的关系
(五)半导体催化剂及其催化作用
1、基本要求
(1)掌握半导体催化剂的特点性能;半导体能带结构理论;费米能级与逸出功
(2)了解金属氧化物的结构及表面吸附
(3)了解金属■氧键、酸碱性与催化活性选择性
(4)了解半导体特性对催化活性的影响
2、重点
(1)半导体催化剂的特点性能;
(2)半导体能带结构理论;
(3)施主杂质和受主杂质的加入对费米能级、逸出功和电导率的影响;
(4)金属氧化物上气体的吸附态;
(5)不同吸附态的氧与催化反应;
(6)半导体特性与催化活性的关系C2产品及其应用
3、难点
(1)半导体能带结构理论;
(2)费米能级与逸出功;
(3)金属氧化物上气体的吸附态;
(4)不同吸附态的氧与催化反应
(六)配位作用与催化
1、基本要求
(1)认识配位催化的有关特性;配合物的组成及结构
(2)熟悉配位催化的基元反应
(3)了解配位催化剂特点及催化反应机理
(4)了解晶体场理论;配位场理论;价键理论
2、重点
(1)配位催化的基元反应类型;
(2)配位催化理论,包括价键理论、分子轨道理论、配位场晶体场理论的基本模型
3、难点
(1)配位催化理论;
(2)配位催化反应特性
(七)工业催化剂的设计、制备与表征
1、基本要求1了解催化剂设计方法的基本方法和步骤2了解催化剂制备方法3了解催化剂表征4了解催化性能评价
2、重点1催化剂设计的基本方法,2催化剂制备的基本方法3催化剂表征的基本方法
3、难点催化剂设计的基本方法,催化剂表征的基本原理A催化剂的失活、再生与使用
1、基本要求1了解催化剂活性2了解催化剂的寿命3了解催化剂失活原因以及催化剂中毒、烧结、积炭的形成过程4了解催化剂再生方法和步骤5了解催化剂运输、贮藏与填装
2、重点催化剂的失活原因和引起失活的因素
3、难点催化剂的失活原因
四、教学方式及学时分配主要教学时辅导答序号主要内容学方式分配疑比例催化作用及催化剂基础讲授411■吸附和多相催化反应过程讲授411—•酸性催化剂及其催化作用讲授411四金属催化剂及其催化过程讲授411五半导体催化剂及其催化作用讲授411六配位作用与催化讲授411七工业催化剂的设计、制备与表征讲授411八催化剂的失活、再生与使用讲授411
五、课程其他教学环节要求本课程使用多媒体课件教学,课程网络平台辅助教学
(一)课堂讲授
1、课堂讲授结合能源化工基本过程进行案例分析;
2、教师力求将催化原理与石油加工过程紧密结合,详细讲授课程中重点及难点部分
(二)通过课后自学,理解并掌握相关知识
1、利用超星平台,进行测试和布置作业
2、学生学习后,能独立完成单元思考题和课后习题
六、本课程与其他课程的联系预修课程有机化学、物理化学、化工原理、化学反应工程、化工仪表、石油炼制工程七建议教材及教学参考书目(―)建议教材《催化作用基础》(第三版),甄开吉,李荣生等编著,科学出版社,2005;(-)教学参考书目
1、《催化化学导论》,韩维屏著,科学出版社,2006;
2、《工业催化》,顾伯鄂,吴震宵编著,石油工业出版社,1987o
八、课程考核方式与成绩评定办法课程考核方式为;考试;成绩评定方法平时成绩*40%+期末成绩*60%=总成绩评价项目评价环节课程目标平时成绩考勤、作业、课堂测2-2能够应用工程基础知识对研究对象进行正确的表(40分)试、论文(40分)达、分析工程问题;课程考试2-2能够应用工程基础知识对研究对象进行正确的表期末测试(开卷)(60分)达、分析工程问题。