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氮的循環是自然界中維持地球上生命的重要循環之一。催化合成氨是目前唯一具有工業規模的獲取活化態氮的方法。沒有別的反應像氨全成反應一樣，能夠把理論、模型催化劑和實驗連接起來。催化全成氨的基礎知識的進步對其它領域的催化劑研究有較大的研究。
本書從理論與實踐結合的視角，較系統、全面地論述了氨合成催化劑研究、開發和工業應用的基本理論和方法，涉及催化劑組成、結構、制造、還原、性能評價、表征以及反應機理及其動力學，還涉及根據催化劑性能選擇工業應用條件及其對催化過程經濟效益的影響，并涉及近年來氨合成催化劑研究的新探索、新技術，包括光催化、電催化、生物催化以及氨的新用途等方面的新成果、新進展。
本書可供廣大從事催化劑的研究、開發和工業使用的科研人員、高校師生和工程技術人員參考。
目次
第1章 氨合成催化劑的發展
1.1 合成氨催化劑概述
1.1.1 Co－Mo加氫轉化催化劑
1.1.2 氧化鋅脫硫劑
1.1.3 烴類蒸汽轉化催化劑
1.1.4 一氧化碳高溫變換催化劑
1.1.5 一氧化碳低溫變換催化劑
1.1.6 甲烷化催化劑
1.1.7 精制催化劑
1.2 氨合成催化劑發展史回顧
1.2.1 氨合成物理化學基礎研究
1.2.2 高壓合成氨反應的實現
1.2.3 氨合成熔鐵催化劑的開發
1.2.4 我國氨合成催化劑發展史
1.2.5 氨合成催化劑的發展趨勢
1.3 傳統Fe3O4基熔鐵催化劑的發展
1.3.1 傳統Fe3O4基催化劑的發展
1.3.2 含鈷Fe3O4基催化劑的開發和現狀
1.4 Fe1-xO基非傳統熔鐵催化劑體系的發現
1.4.1 尋找新的技術突破
1.4.2 Fe1-xO基催化劑的活性
1.4.3 Fe1-xO基催化劑還原性能
1.4.4 ZA－5催化劑的技術特點
1.4.5 Fe1-xO基催化劑的理論意義
1.4.6 工業應用
1.5 釕基非鐵催化劑的發明
1.5.1 各種元素在N2活化中的性質
1.5.2 各種元素在合成氨中的性質
1.5.3 合金效應
1.5.4 活性炭負載釕基氨合成催化劑
參考文獻
第2章 氨合成催化反應機理
2.1 緒論
2.1.1 催化理論的發展
2.1.2 催化作用的化學本質
2.1.3 催化研究中的方法論
2.2 吸附與多相催化
2.2.1 吸附與多相催化
2.2.2 多相催化劑表面非均一性
2.2.3 化學吸附等溫式
2.2.4 吸附速率：Elovich方程式
2.2.5 化學吸附態
2.3 氨合成催化反應機理
2.3.1 基元反應
2.3.2 氨合成催化反應機理
2.3.3 氨合成微觀反應動力學分析
2.4 氨合成總包反應動力學
2.4.1 總包反應與基元步驟的一般關系
2.4.2 兩步序列法
2.4.3 Temkin理論的基本假設
2.4.4 TemkinPyzhev氨合成反應速率方程
2.4.5 Temkin理論的推論與催化劑優選
2.5 宏觀反應動力學
2.5.1 外擴散
2.5.2 內擴散
2.5.3 內表面利用率
2.5.4 宏觀催化反應動力學方程
2.6 氨合成塔的設計
2.6.1 動力學方程的實用形式
2.6.2 反應器設計數學模型
2.6.3 多段絕熱式氨合成反應器段間分配
2.6.4 合成氨反應器設計的基礎數據
2.6.5 模擬計算實例
參考文獻
第3章 熔鐵催化劑的化學組成與結構
3.1 鐵的氧化物
3.1.1 Fe2O3
3.1.2 Fe3O4
3.1.3 FeO
3.1.4 各種鐵氧化物之間的關系
3.1.5 鐵的復合氧化物及其固溶體
3.1.6 鐵氧化物中的缺陷結構
3.2 鐵的氧化物與催化劑活性
3.2.1 經典的火山形活性曲線
3.2.2 駝峰形活性曲線
3.2.3 單相性原理
3.2.4 鐵氧化物還原后的活性模型
3.2.5 鐵的氧化物與催化劑還原性能
3.2.6 鐵的氧化物與催化劑表面織構
3.2.7 鐵的氧化物與催化劑表面吸附性能
3.3 熔鐵催化劑的助催化劑
3.3.1 助催化劑的設計
3.3.2 結構性助催化劑
3.3.3 電子性助催化劑
3.3.4 催化劑表面偏析現象
3.3.5 氧化態催化劑中助催化劑的分布
3.4 氧化態熔鐵催化劑的結構
3.4.1 經典熔鐵催化劑的結構圖像
3.4.2 Fe1-xO基熔鐵催化劑的結構圖像
3.5 還原后催化劑的結構
3.5.1 孔結構
3.5.2 還原后催化劑的表面結構
3.5.3 納米效應
3.5.4 α－Fe單晶結構和活性中心
3.5.5 表面重構現象
3.6 Fe1-xO基催化劑高活性機理初探
參考文獻
第4章 熔鐵催化劑的制備
第5章 熔鐵催化劑的還原
第6章 釕基氨合成催化劑
第7章 催化劑的性能評價與表征
第8章 工業應用與催化劑性能
第9章 催化劑性能對催化過程經濟效益的影響
第10章 創新與展望
參考文獻
1.1 合成氨催化劑概述
1.1.1 Co－Mo加氫轉化催化劑
1.1.2 氧化鋅脫硫劑
1.1.3 烴類蒸汽轉化催化劑
1.1.4 一氧化碳高溫變換催化劑
1.1.5 一氧化碳低溫變換催化劑
1.1.6 甲烷化催化劑
1.1.7 精制催化劑
1.2 氨合成催化劑發展史回顧
1.2.1 氨合成物理化學基礎研究
1.2.2 高壓合成氨反應的實現
1.2.3 氨合成熔鐵催化劑的開發
1.2.4 我國氨合成催化劑發展史
1.2.5 氨合成催化劑的發展趨勢
1.3 傳統Fe3O4基熔鐵催化劑的發展
1.3.1 傳統Fe3O4基催化劑的發展
1.3.2 含鈷Fe3O4基催化劑的開發和現狀
1.4 Fe1-xO基非傳統熔鐵催化劑體系的發現
1.4.1 尋找新的技術突破
1.4.2 Fe1-xO基催化劑的活性
1.4.3 Fe1-xO基催化劑還原性能
1.4.4 ZA－5催化劑的技術特點
1.4.5 Fe1-xO基催化劑的理論意義
1.4.6 工業應用
1.5 釕基非鐵催化劑的發明
1.5.1 各種元素在N2活化中的性質
1.5.2 各種元素在合成氨中的性質
1.5.3 合金效應
1.5.4 活性炭負載釕基氨合成催化劑
參考文獻
第2章 氨合成催化反應機理
2.1 緒論
2.1.1 催化理論的發展
2.1.2 催化作用的化學本質
2.1.3 催化研究中的方法論
2.2 吸附與多相催化
2.2.1 吸附與多相催化
2.2.2 多相催化劑表面非均一性
2.2.3 化學吸附等溫式
2.2.4 吸附速率：Elovich方程式
2.2.5 化學吸附態
2.3 氨合成催化反應機理
2.3.1 基元反應
2.3.2 氨合成催化反應機理
2.3.3 氨合成微觀反應動力學分析
2.4 氨合成總包反應動力學
2.4.1 總包反應與基元步驟的一般關系
2.4.2 兩步序列法
2.4.3 Temkin理論的基本假設
2.4.4 TemkinPyzhev氨合成反應速率方程
2.4.5 Temkin理論的推論與催化劑優選
2.5 宏觀反應動力學
2.5.1 外擴散
2.5.2 內擴散
2.5.3 內表面利用率
2.5.4 宏觀催化反應動力學方程
2.6 氨合成塔的設計
2.6.1 動力學方程的實用形式
2.6.2 反應器設計數學模型
2.6.3 多段絕熱式氨合成反應器段間分配
2.6.4 合成氨反應器設計的基礎數據
2.6.5 模擬計算實例
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第3章 熔鐵催化劑的化學組成與結構
3.1 鐵的氧化物
3.1.1 Fe2O3
3.1.2 Fe3O4
3.1.3 FeO
3.1.4 各種鐵氧化物之間的關系
3.1.5 鐵的復合氧化物及其固溶體
3.1.6 鐵氧化物中的缺陷結構
3.2 鐵的氧化物與催化劑活性
3.2.1 經典的火山形活性曲線
3.2.2 駝峰形活性曲線
3.2.3 單相性原理
3.2.4 鐵氧化物還原后的活性模型
3.2.5 鐵的氧化物與催化劑還原性能
3.2.6 鐵的氧化物與催化劑表面織構
3.2.7 鐵的氧化物與催化劑表面吸附性能
3.3 熔鐵催化劑的助催化劑
3.3.1 助催化劑的設計
3.3.2 結構性助催化劑
3.3.3 電子性助催化劑
3.3.4 催化劑表面偏析現象
3.3.5 氧化態催化劑中助催化劑的分布
3.4 氧化態熔鐵催化劑的結構
3.4.1 經典熔鐵催化劑的結構圖像
3.4.2 Fe1-xO基熔鐵催化劑的結構圖像
3.5 還原后催化劑的結構
3.5.1 孔結構
3.5.2 還原后催化劑的表面結構
3.5.3 納米效應
3.5.4 α－Fe單晶結構和活性中心
3.5.5 表面重構現象
3.6 Fe1-xO基催化劑高活性機理初探
參考文獻
第4章 熔鐵催化劑的制備
第5章 熔鐵催化劑的還原
第6章 釕基氨合成催化劑
第7章 催化劑的性能評價與表征
第8章 工業應用與催化劑性能
第9章 催化劑性能對催化過程經濟效益的影響
第10章 創新與展望
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