一、 课程名称：工业催化Ⅰ
二、 课程代码：CHEM30441
三、 学时和学分：48学时，3学分
四、 适用专业：化学工程与工艺
五、 先修课程：无机化学、物理化学、有机化学、化工原理
六、 使用教材：黄忠涛，耿建铭编，《工业催化》，化学工业出版社
七、 参考书目
[1] 黄仲俦等编著，《工业催化剂设计与开发》，华南理工大学出版社，1992
[2] 李玉敏，《工业催化原理》，天津大学出版社，1996
[3] 金杏妹，《工业应用催化剂》，华东理工大学出版社，2004
[4] 王尚弟，孙俊全编，《催化剂工程导论》，化学工业出版社，2001
一、 课程描述
本课程是化工专业石油化工方向学生的专业课，需在一个学期内完成，主要内容包括催化剂和工业催化剂的基本概念，催化作用和多相催化的基本原理、各类催化剂及其催化作用、催化技术在能源环境方面的应用以及新型催化材料和新的催化技术、工业催化剂的设计、制备与使用以及其评价与宏观物性的测试。课程兼顾理论和工程概念、注意结合其他专业课程，强调理论与实践相结合，为后续课程的学习以及将来的工程技术等工作提供必要的基础。
一、 教学目标
1. 课程教学目标
“工业催化”课程的主要目标是使学生掌握催化作用的基本规律、催化剂组成、设计与制备技术，了解催化过程的化学本质，催化剂性能的表征、催化活性的评价以及宏观结构测定等知识，为培养化工工艺类专业、应用化学专业相关研究方向高级工程技术人才具有开发、研究和使用催化剂的能力奠定基础。
2. 教学环节对人才培养目标的贡献
① 授课环节：使学生掌握催化作用的基本规律、催化剂组成、设计与制备技术，了解催化过程机理，催化剂性能的表征、催化活性的评价以及宏观结构测定等知识。培养学生能够在化工生产工艺过程中，具备研究催化过程，开发新型催化剂和使用催化剂的能力。
② 课堂讨论交流环节：训练独立分析问题、解决问题、探索精神和创新能力，还培养学生的良好的表达能力和沟通交流能力。
③ 课堂作业：主要目的是训练学生自主研究解决工程领域实际问题的能力，学习解决问题的过程和方法。
④ 考试环节：起到督促学生综合复习，接受检验的效果。培养学生踏实做事，经得起检验和良好的心理素质。
3. 课程的知识贡献和学时安排
章节名称 |
知识贡献 |
教学要求 |
学时 |
第一章 绪论 |
催化剂的作用、催化剂的重要性质、工业催化的发展、催化技术的新领域。 |
（1）了解催化发展新领域、工业催化参考文献； （2）理解工业催化的发展简史； （3）掌握课程的性质和任务、课程的主要内容。 |
2 |
第二章 催化作用与催化剂 |
催化作用的定义和特征；催化剂的组成；载体的功能；催化剂活性表示方法；化工生产对工业催化剂的要求；催化剂基本评价；催化剂分类。 |
（1）了解化工生产对工业催化剂的要求； （2）理解均相催化剂的特征； （3）掌握催化作用的定义与特征、掌握催化剂的组成与载体的功能、掌握化工生产对工业催化剂的要求； （4）应用催化剂的构成及主要作用知识解决化工厂对催化剂各方面的要求。 |
2 |
第三章 吸附作用与多相催化 |
固体催化剂结构基础；多相催化的反应步骤；多相催化反应中的物理过程；反应物分子在催化剂表面的吸附；吸附等温线；分子表面化学基础知识。 |
（1）了解分子表面化学； （2）理解吸附等温线、金属表面上的化学吸附、氧化物表面上的化学吸附； （3）掌握固体催化剂的结构基础、多相催化的反应步骤； （4）应用多相催化反应步骤研究气固相反应催化剂的开发。 |
6 |
第四章 各类催化剂及其催化作用 |
半导体的能带结构，酸碱催化剂、非纳米分子筛催化剂、金属催化剂、金属氧化物催化剂、金属硫化物催化剂的定义、性质及催化作用。 |
（1）了解金属簇状化合物、非晶态合金、杂多化合物、络合物催化剂的催化作用； （2）理解各类催化剂的结构构型； （3）掌握酸碱催化剂、非纳米分子筛催化剂、金属催化剂、金属氧化物催化剂、金属硫化物催化剂的定义、性质及催化作用； （4）应用各类催化剂的催化特性解决不同化工反应对各类催化剂的需求。 |
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课堂讨论 |
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2 |
第五章 环境保护催化与环境友好催化技术 |
环境经济及环境友好概念、绿色化工的E因子与原子经济性；静态源净化处理催化技术；工业废液的催化净化技术（CWAO）；CWAO和WAO流程；大气层保护与催化技术；环境友好的催化技术；环境友好催化技术的案例分析；光催化应用激光催化环保功能材料；光催化、光催化的技术特征 。 |
（1）了解大气层保护与催化技术、环境友好的催化技术、光催化在环境科学中的应用和光催化环保功能材料； （2）理解环境经济的提出和环境友好概念的产生； （3）掌握典型空气污染治理的催化技术、典型工业废液的催化净化技术； （4）应用环境友好催化技术解决汽车等污染源的处理。 |
6 |
第九章 工业催化剂的制备与使用 |
工业催化剂的活性及其影响因素；常用的固体催化剂制造方法；沉淀法制备工业催化剂、沉淀法的影响因素；均匀沉淀法与共沉淀法；沉淀物的过滤、洗涤、干燥、焙烧、成型和还原操作；沉淀法制备催化剂的案例分析；浸渍法制备工业催化剂、浸渍法应用；混合法制备工业催化剂；离子交换法制备工业催化剂；熔融法制备工业催化剂；催化制备技术；工业催化剂的使用。 |
（1）了解固体催化剂设计的新思路、计算机辅助催化剂设计； （2）理解工业催化剂的设计方法； （3）掌握催化剂的类型设计法； （4）应用催化剂不同的制备技术满足不同化工产品生产用催化剂的需求。 |
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课堂讨论 |
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2 |
第十一章 工业催化剂的评价与宏观物性的测试 |
催化剂活性测试的基本概念；催化剂活性的测定；催化剂的宏观物性及其测定；催化剂抗毒性能的评价；工业催化剂寿命的考察。 |
（1）了解催化剂活性的测定； （2）理解催化剂活性测试的基本概念； （3）掌握催化剂活性的测定、催化剂宏观物性及其测定、工业催化剂寿命的评价； （4）应用宏观物性测试评价工业催化剂的各项性能。 |
8 |
第十二章 催化剂表征的现代物理方法简介 |
气相色谱技术、热分析法、X射线衍射分析法、光谱法、显微分析法；能谱法、核磁共振法、穆斯堡尔谱。 |
（1）了解能谱法、核磁共振法、穆斯堡尔谱； （2）理解X射线衍射分析法、光谱法、显微分析法； （3）掌握气相色谱技术、热分析法； （4）应用现代物理方法表征催化剂。 |
2 |
十、教学方法
1. 结合工业催化课程的特点，本课程主要采取如下方法
启发式教学注重调动学生学习主动性，并将上课的主动权交给学生，让学生主动思考，传授“新知识”＝“旧知识”+“差异”的学习方法，通过知识点强调知识间的联系，为学生自主学习创建平台；
重视新技术在教学中的应用，采用多媒体教学，并将动画与各种图片引入多媒体教学中，计划下一步采用仿真实践教学；
以解决问题做为切入点，对主要工业催化过程进行分析，说明化工过程对催化剂研制，催化剂使用过程的影响，加强理论与实践的联系；
结合专业认识实习环节所了解的内容，进一步增加学生对课程内容的进一步认识，重视知识的归纳、总结与拓展；
课内与课外相结合，通过讲座等形式，关注社会热点，如能源问题——讲解能源转化过程中的催化原理与催化剂的使用；将课堂学习与知识讲座相结合，如催化过程与储能反应，环境污染与治理――光催化过程、节能减排作用等；
注重教学改革，提倡交互式教学，有效地促进学生积极思考问题、解决问题。
2. 教学手段
传统的板书教学与现代多媒体教学相结合。
十一、 考核及成绩评定方式
课程考核采取平时成绩和期末考试相结合的方法，其中平时成绩占30%，期末考试成绩占70%。
1. 平时成绩：根据教学需要，采用课堂随机提问、课堂讨论、PPT展示等多种形式对学生的学习过程和结果进行考察和评价。
2. 考试：学期期末进行考试，考试形式为笔考。考试的内容以教学计划要求掌握和理解的内容以及对知识的理解和应用为主。同时综合考虑考核教学环节中的知识、素质和能力培养效果。
大纲制定人：赵朔
大纲审定人：魏顺安
制定时间：2014-04
