固体催化剂研究方法(上下) 辛勤 科学出版社 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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辛勤 著

图书标签:

• 固体催化剂
• 催化研究方法
• 催化剂表征
• 催化反应机理
• 表面化学
• 材料科学
• 化学工程
• 催化剂制备
• 吸附与脱附
• 多相催化

店铺： 南源图书专营店

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030129123

商品编码：26788710957

包装：平装

出版时间：2018-03-01

图书基本信息
图书名称	固体催化剂研究方法(上下)	作者	辛勤
定价	238.00元	出版社	科学出版社
ISBN	9787030129123	出版日期	2018-03-01
字数		页码	940
版次	31	装帧	平装
开本	128开	商品重量	0.4Kg

内容简介

本书系中国科学院研究生教学丛书之一。 本书系统介绍了18种常用的固体催化方法，突出反映了催化技术近10余年来的新进展、出现的新表征方法以及应用新实例。此外，本书还将Roberts等教授编撰的“催化发展简史”翻译后列为附录，以便使新涉足催化和材料领域的科技工作者和研究生对催化科学和技术发展历程有一个概略的了解。

作者简介

目录

编辑推荐

文摘

序言

《固体催化剂研究方法（上下）》 一本严谨的科研工具书，洞悉现代催化剂科学的核心研究范式 在日新月异的化学工业和材料科学领域，固体催化剂扮演着至关重要的角色，它们是实现高效、绿色化学转化的关键驱动力。从石油炼制到精细化工，从环境保护到新能源开发，几乎所有现代工业过程都离不开催化剂的优化和创新。面对日益复杂的催化挑战，一套系统、全面、前沿的固体催化剂研究方法体系，成为科研工作者突破瓶颈、实现理论与应用相结合的基石。《固体催化剂研究方法（上下）》正是这样一本集理论深度、实践指导和前沿视野于一体的科研专著，它将带领读者深入探索固体催化剂研究的宏大图景，掌握破解科学难题的利器。 上册：理论基础与表征技术——夯实根基，洞察微观世界 《固体催化剂研究方法（上册）》着重于构建扎实的理论基础，并系统梳理了固体催化剂研究中最核心、最基础的实验表征技术。本册旨在为读者建立起对催化剂本质属性的深刻理解，以及掌握观测和解析这些属性的必备工具。 第一章 导论：固体催化与研究方法概览 本章将为读者构建一个宏观的研究框架。首先，对固体催化剂的定义、分类及其在现代工业中的重要地位进行梳理，阐述其在能源、环境、新材料等战略性领域的关键作用。接着，深入剖析固体催化剂研究的复杂性，强调其多尺度、多学科交叉的特点。最后，概述本研究方法体系的核心目标——即如何通过系统性的方法，从宏观性能到微观结构，再到催化机理，全面理解和优化固体催化剂，为后续章节的学习奠定方向。 第二章 固体催化剂的结构与表面科学 本章聚焦于催化剂最根本的属性：结构。它将从原子、分子层面讲解固体催化剂的晶体结构、非晶结构、多孔结构等基本概念，以及这些结构如何影响催化活性。重点将放在表面科学，详细阐述催化剂表面的原子排布、缺陷、晶面取向、金属-载体相互作用等关键因素。还将介绍表面能、表面吸附、表面反应动力学等基础理论，为理解催化活性中心和反应路径奠定理论基础。 第三章 固载化催化剂的研究方法 固载化是提高催化剂稳定性和回收性的重要手段。本章将深入探讨不同载体的类型（如氧化物、碳材料、分子筛等）及其结构与性能的关系。重点介绍如何选择合适的载体，以及载体与活性组分之间的相互作用机理。围绕固载化过程中的关键制备技术，如浸渍法、沉淀法、溶胶-凝胶法、模板法等，进行详细的原理讲解、操作要点和优缺点分析，指导读者如何通过控制制备过程来调控催化剂的形貌、孔道结构和活性组分的分散度。 第四章 固体催化剂的理化性质表征技术（一）：结构与形貌表征 本章是关于“看”的艺术。它将系统介绍用于研究固体催化剂结构和形貌的关键技术。 X射线衍射（XRD）: 详细阐述XRD在晶体结构鉴定、物相分析、晶粒尺寸测定、应力应变分析等方面的应用。讲解衍射图谱的解析方法，以及如何通过XRD数据推断催化剂的微观结构特征。 透射电子显微镜（TEM）和扫描电子显微镜（SEM）: 深入介绍TEM和SEM在观察催化剂微观形貌、粒径分布、分散度、晶面取向等方面的能力。讲解不同成像模式（如明场、暗场、高分辨TEM）的原理及其应用，以及SEM如何提供表面形貌信息。还会涉及能谱分析（EDS/EDX）和电子能量损失谱（EELS）在元素成分和化学态分析上的辅助作用。 比表面积与孔隙结构分析（BET）: 详细介绍BET法测量比表面积、孔容、孔径分布的原理和操作步骤。强调其在评估催化剂表面活性位数量和孔道调控方面的关键作用，并讨论不同孔结构（微孔、介孔、大孔）对催化性能的影响。 第五章 固体催化剂的理化性质表征技术（二）：化学与电子结构表征 本章将深入探索催化剂的“内在”化学信息。 X射线光电子能谱（XPS）: 详细介绍XPS在测定催化剂表面元素组成、化学态、价态和化学环境方面的强大功能。重点讲解谱峰的归属、半高宽分析以及如何通过XPS信息推断活性位点的性质。 傅里叶变换红外光谱（FTIR）: 阐述FTIR在研究催化剂表面官能团、吸附物种以及催化反应过程中中间产物形成与消失方面的应用。讲解原位FTIR技术，用于实时监测催化反应进程。 拉曼光谱（Raman Spectroscopy）: 介绍拉曼光谱在表征催化剂晶格振动、官能团、氧化态变化等方面的独特优势，尤其适用于某些XPS难以检测的物种。 固态核磁共振（Solid-state NMR）: 探讨NMR在确定催化剂骨架结构、局部原子环境、表面酸碱位点、活性组分分散状态等方面的能力，尤其适用于研究无定形材料和活性组分。 第六章 固体催化剂的理化性质表征技术（三）：表面酸碱性与氧化还原性质表征 酸碱性和氧化还原性质是催化剂活性的重要来源。本章将聚焦于这些关键性质的表征。 表面酸碱性表征: 详细介绍如何利用程序升温脱附（TPD）技术（如NH3-TPD、CO2-TPD）来定量测定催化剂的酸碱位点密度和强度。介绍指示剂法、FTIR等辅助表征手段。 表面氧化还原性质表征: 阐述如何通过程序升温还原（TPR）、程序升温氧化（TPO）等技术来研究催化剂中金属氧化物的氧化还原行为。介绍XPS、UV-Vis DRS等技术在表征表面氧化还原物种和电子转移能力方面的应用。 下册：催化性能评价与机理研究——聚焦过程，揭示本质 《固体催化剂研究方法（下册）》将视角从催化剂的微观结构和性质转移到实际的催化性能评价以及更深层次的催化机理研究。本册旨在帮助读者设计合理的实验方案，准确评估催化剂的性能，并掌握解析催化反应过程、揭示催化机理的先进手段。 第七章 固体催化剂的催化性能评价 本章是连接理论与实际应用的桥梁。 催化反应器的选择与设计: 详细介绍各种类型催化反应器的原理、特点、适用范围及其在不同反应条件下的优势，包括固定床反应器、流化床反应器、微通道反应器、间歇反应器等。指导读者如何根据反应体系（气相、液相、固相）、反应条件（温度、压力、物料流量）和催化剂形态（颗粒、粉末）选择最合适的反应器。 催化性能参数的测定与计算: 详细阐述催化活性的衡量标准，如转化率、选择性、收率、TOF（turnover frequency）、TON（turnover number）等的定义、计算方法和意义。讲解催化剂稳定性的评估，包括活性稳定性、选择性稳定性、结构稳定性等。分析产物分析方法，如气相色谱（GC）、液相色谱（LC）、质谱（MS）等的原理和应用。 反应动力学研究方法: 介绍催化反应动力学方程的建立，包括反应速率模型、活化能的测定、朗缪尔-希欣舒符模型等。探讨动力学研究在优化反应条件、理解反应路径和评估催化剂性能中的重要作用。 第八章 催化反应过程中的原位与就地（in-situ/operando）表征 本章聚焦于“看得见”催化反应过程。 原位/就地表征的理念与重要性: 强调在实际催化条件下进行表征的必要性，因为催化剂的结构和化学性质在反应过程中会发生动态变化，静态表征往往无法反映真实情况。 原位/就地IR、拉曼、XRD、XPS: 详细介绍如何在反应器内或模拟反应条件下，联用IR、拉曼、XRD、XPS等技术，实时监测催化剂表面吸附物种、活性相变化、结构演变等。讲解不同原位/就地实验装置的搭建和操作要点。 原位/就地NMR、XAFS（X射线吸收精细结构）: 探讨NMR在研究反应中间体、表面酸碱位点动态变化方面的应用。重点介绍XAFS（包括XANES和EXAFS）在确定活性金属元素的价态、配位环境、键长、平均原子数等方面的能力，是研究金属催化剂的有力工具。 第九章 催化反应机理研究方法 本章是深入理解“为何”如此的关键。 同位素标记技术: 详细介绍如何利用同位素（如D2、13C、18O等）标记来追踪反应路径、区分反应中间体以及确定反应中的关键步骤。 理论计算与量子化学方法: 介绍密度泛函理论（DFT）等量子化学计算方法在预测催化剂表面吸附能、反应能垒、过渡态结构等方面的应用。重点讲解如何结合实验结果，通过理论计算来验证和阐明催化机理。 中间产物分离与鉴定: 介绍在反应过程中捕获和分离瞬态中间产物的方法，并结合光谱、质谱等手段进行鉴定，为机理推断提供直接证据。 第十章 催化剂的失活与再生研究 催化剂的长期稳定性是工业应用的关键。 催化剂失活机理: 系统梳理固体催化剂常见的失活原因，包括积炭、中毒、烧结、载体改性、活性组分流失等，并深入分析其微观机制。 失活催化剂的表征: 介绍如何利用上册和本章介绍的各种表征技术，分析失活催化剂的结构、化学性质和表面特征，以确定失活原因。 催化剂再生技术: 详细介绍针对不同失活原因的再生方法，如氧化烧除、化学清洗、重新活化等，并探讨再生方法的有效性、经济性和对催化剂性能的影响。 第十一章 绿色催化与可持续发展 本章将催化剂的研究置于更广阔的可持续发展背景下。 绿色化学原则在催化剂设计中的应用: 探讨如何利用原子经济性、降低能耗、减少废弃物、使用环境友好型原料和催化剂等绿色化学原则，指导催化剂的开发。 环境催化: 重点介绍在环境保护领域的应用，如汽车尾气净化、工业废气处理、水污染治理等。 能源催化: 探讨在能源领域的应用，如燃料电池、加氢裂化、生物质转化、CO2还原制燃料等，强调催化剂在实现清洁能源和可持续能源体系中的作用。 第十二章 展望与前沿 本章将带领读者眺望催化剂研究的未来。 纳米催化与单原子催化: 介绍纳米材料在催化领域的应用，以及单原子催化作为前沿研究方向的独特优势和挑战。 多功能催化剂的设计与应用: 探讨如何通过设计具有协同效应的多功能催化剂，实现更复杂的化学转化。 人工智能与机器学习在催化研究中的应用: 展望AI和机器学习如何加速催化剂的发现、设计和性能预测。 《固体催化剂研究方法（上下）》以其严谨的逻辑结构、详实的理论阐述、丰富的实验技术介绍以及前沿的研究视野，为广大科研工作者、研究生以及对固体催化剂研究感兴趣的工程师提供了一部不可或缺的案头读物。它不仅是一本方法论的指导书，更是一部激发创新思维、推动催化科学发展的智慧结晶。通过对书中方法的系统学习和实践，读者将能够更自信地投身于固体催化剂的研究与开发，为解决当今世界面临的能源、环境和材料挑战贡献力量。

评分☆☆☆☆☆

这本书的书名《固体催化剂研究方法（上下）》就充满了吸引力，立刻勾起了我对催化科学领域的好奇心。作为一名化学专业的学生，我一直对催化剂在现代工业中的重要作用深感着迷，它们是提升反应效率、降低能耗、减少污染的关键。而固体催化剂，更是工业催化剂的绝对主力，其研究方法自然是重中之重。我期待这本书能提供一个全面而系统的视角，深入剖析从催化剂的设计、制备，到性能表征、机理研究的每一个环节。 我尤其关注的是书中可能涵盖的先进表征技术。了解固体催化剂的结构、形貌、表面性质以及活性中心的电子状态，是理解其催化行为的基础。例如，X射线衍射（XRD）可以提供晶体结构信息，透射电子显微镜（TEM）和扫描电子显微镜（SEM）能观察催化剂的微观形貌和分散度，而X射线光电子能谱（XPS）和傅里叶变换红外光谱（FTIR）则能揭示表面化学组成和官能团。如果书中能对这些技术的原理、操作要点以及数据解读进行详尽的阐述，并辅以真实的案例分析，那将是极大的帮助。我还希望书中能介绍一些动态原位表征技术，这对于理解催化剂在反应过程中的真实状态至关重要，能够帮助我们揭示催化机理的动态变化。

评分☆☆☆☆☆

读到《固体催化剂研究方法（上下）》的书名，我脑海中立即浮现出许多科研的场景。我在化学工程领域工作，常常需要处理工业催化剂的选型和性能优化问题。我一直觉得，要真正理解催化剂，必须深入了解其背后的研究方法。这本书可能提供了一套完整的“工具箱”，帮助我解决实际工作中遇到的难题。 我非常希望书中能对催化剂的设计原理进行详细的介绍。例如，如何根据反应机理设计具有特定活性位点的催化剂，如何利用理论计算和模拟手段来指导催化剂的设计。这涉及到催化剂的电子结构、表面吸附能、过渡态能量等关键参数。如果书中能结合具体的催化反应案例，讲解如何一步步地进行催化剂设计，那将是非常宝贵的经验。同时，我也期待书中能介绍一些新型的固体催化剂材料，比如MOFs、COFs、单原子催化剂等，并探讨它们在不同催化反应中的应用前景。

评分☆☆☆☆☆

这本书的作者“辛勤”二字，本身就传递出一种严谨求实的学术态度，这让我对书中内容的质量充满信心。作为一名在化工行业摸爬滚打多年的工程师，我深知扎实的研究方法是解决实际问题的基石。我对这本书的期待，更多是希望它能提供一套系统性的、可操作的研究框架，帮助我更有效地开展固体催化剂的开发与应用工作。 我特别关注书中关于催化剂筛选和性能优化的策略。在工业生产中，成本和效率是至关重要的考量因素。我希望书中能提供一些高效的催化剂筛选方法，例如高通量筛选技术，以及如何利用统计学和机器学习等工具来加速催化剂的优化过程。此外，书中对催化剂机理研究的探讨也至关重要，例如如何利用同位素标记实验、原位光谱等手段来深入理解催化过程中的关键步骤，从而为催化剂的改进提供理论指导。如果书中能包含一些关于反应动力学研究的案例，并介绍如何利用动力学数据来优化催化剂性能，那将对我非常有帮助。

评分☆☆☆☆☆

作为一名对新材料充满好奇的研究人员，我一直在关注固体催化剂领域的发展。这本书的出现，让我看到了一个深入了解这一领域的机会。标题中的“方法”二字，暗示了这本书将不仅仅是概念的堆砌，而是会深入到具体的操作层面。我期待这本书能够清晰地阐述各种固体催化剂的制备技术，从传统的沉淀法、溶胶-凝胶法，到更具前瞻性的纳米材料制备方法，如水热法、微波辅助法等。 此外，我也对催化剂的性能评价方法很感兴趣。除了基本的转化率和选择性，我希望书中能介绍一些更深入的评价指标，比如催化剂的孔道结构、比表面积、酸碱性、金属分散度等，并详细讲解如何通过各种表征手段来获取这些信息。例如，BET法测定比表面积，NH3-TPD和CO2-TPD分析酸碱性，这些都是我工作中经常会遇到的技术。如果书中能提供一些关于如何根据特定的催化反应选择合适的评价方法和技术，那将非常有价值。

评分☆☆☆☆☆

这本书的标题《固体催化剂研究方法》听起来就像是为我量身定做的。我目前正在进行一项关于多相催化的小课题研究，虽然导师提供了一些指导，但我总觉得自己在实验设计和数据分析方面缺乏系统性的知识。我希望能从这本书中学习到更规范、更科学的研究方法，掌握如何有效地筛选和优化催化剂，如何设计合理的实验来验证催化活性和选择性。 我特别关心书中关于催化剂失活和再生的内容。在实际应用中，催化剂的稳定性是一个巨大的挑战。了解催化剂失活的原因，比如积碳、烧结、中毒等，以及相应的预防和修复策略，对于延长催化剂的使用寿命、降低生产成本至关重要。我希望能看到书中对不同失活机理的深入探讨，并介绍一些行之有效的再生方法，比如氧化再生、还原再生等。如果书中还能提供一些关于催化剂稳定性评价的实验设计思路和测试方法，那将对我非常有启发。