27061 催化作用基础

高纲1128
 
江苏省高等教育自学考试大纲
 
 
 
 
 
 
      27061　　催化作用基础
 
　　　　　　　　　　　　　　　南京工业大学编
 
 
 
 
 
 
 
江苏省高等教育自学考试委员会办公室
 
 
一、课程性质及其设置目的与要求
（一）课程性质和特点
催化作用基础课程是我省高等教育自学考试化学工程专业的一门重要的专业课程，其任务是培养应考者系统地学习工业催化过程领域的基本知识，了解化工过程中催化过程与催化剂的现状和发展趋势，掌握催化作用的基本规律､催化剂组成设计和制备技术,催化剂性能考评及宏观结构测定等知识,为培养化学工程与工艺专业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｡
   （二）本课程的基本要求
本课程教材内容共分为九章。在对工业催化过程及催化剂的学科基础、研究和应用领域进行简要介绍的基础上，重点阐述了催化剂的作用及作用特征、工业催化剂的制造方法、催化剂性能的评价､测试和表征、工业催化剂的开发、设计方法与操作的基本理论、研究领域、应用方法和发展前景。通过对本书的学习，要求应考者工业催化有一个全面和正确的了解。具体应达到以下要求：
1、了解现代化学工业催化剂剂研究领域的发展过程、现状和发展趋势，纳米催化的研究与应用领域，均相络合催化的基本原理、应用与发现现状；
2、理解并掌握催化作用的理论基础和基本原理，工业催化剂的设计与制备方法；
3、掌握工业催化剂的的基本制备方法、操作步骤和应用。
 
（三）本课程与相关课程的联系
催化作用基础是化学工程和物理化学程学科的交叉学科，覆盖的学科领域非常广泛，它是以物理化学、化学反应工程为基础，结合化工、材料工程等工程学科的综合性应用学科。因此本课程的前修课程包括化工原理、有机化学、无机化学、分析化学、物理化学等，这些课程可以帮助我们更好地掌握工业催化原理、方法和应用技术。
 
 
二、课程内容与考核目标
第一章　　绪论
（一）课程内容
本章简要而全面地介绍了催化剂在国计民生中的作用，催化术语和基本概念
（二）学习要求
了解催化剂和催化工业的发展,催化学科的发展,催化剂在国计民生中的作用｡典型的工业催化过程如:合成氨､催化重整､环氧乙烷的生产､酶催化等｡
（三）考核知识点和考核要求
1、领会：催化剂的作用及作用特征｡
2、掌握：工业催化剂的组成及功能,对工业催化剂的要求｡。
 
第二章　　工业催化剂的制造方法
（一）课程内容
本章介绍了工业催化剂的常用制造方法，如沉淀法、 浸渍法、 混合法、 热熔融法、 催化剂的成型等。
（二）学习要求
通过本章的学习，要求深刻理解并掌握常用催化剂典型工业催化剂制备方法，基本原理，催化剂成型方法，及相关实例。
（三）考核知识点和考核要求
1、领会：混合法､熔融法催化剂制备原理与方法;典型工业催化剂制备方法实例: 如雷尼镍催化剂的制备;分子筛催化剂的制备及应用。
2、掌握：沉淀法原理与生产过程,沉淀法原料的选择,沉淀过程的影响因素,催化剂成型方法,沉淀法分类及优缺点,生产实例｡
3、熟练掌握：浸渍法的原理及浸渍过程,浸渍工艺,活性组分在载体上分布,吸附竞争,浸渍法优缺点,生产实例｡催化剂的成型方法;离子交换法及新型催化剂制备方法的基本过程｡  
 
第三章　　催化剂性能的评价､测试和表征
（一）课程内容
本章介绍了催化剂活性评价和动力学研究、催化剂的宏观物理性质测定、催化剂微观(本体)性质的测定和表征，若干近代物理方法在催化剂表征中的应用等。
（二）学习要求
理解并掌握动现代催化剂表征测试方法的原本原理、方法及谱图分析等内容。
（三）考核知识点和考核要求
1、领会：固体催化剂微观结构的表征,如X射线衍射分析,电子显微镜､热分析等技术在催化剂研究中的应用,现代若干近代物理方法在催化剂表征中的应用,如红外光谱｡
2、掌握：催化剂活性评价指标,实验室活性评价的反应器类型及评价条件的确定,如活性的测定与表示方法,评价与动力学试验的流程和方法｡。
3、熟练掌握：固体催化剂宏观结构的测定(密度､孔结构､比表面积､粒度､机械强度等)。
 
第四章　　工业催化剂的开发
（一）课程内容
本章介绍了工业催化剂的开发一般流程与方法。
（二）学习要求
了解现代石油化工领域中固体业催化剂开发中的小试研究技术;工业催化剂开发中的中试技术;催化剂的工业生产应用｡
（三）考核知识点和考核要求
1、领会：工业催化剂的开发一般流程及相关基本术语。
 
第五章　　工业催化剂的制备设计
（一）课程内容
本章介绍了催化剂及其设计的理论概述， 催化剂设计的一般程序，组分设计与验证性筛选，热力学分析与反应通道的设计，化学反应的机理研究与催化剂设计，催化剂原材料的选择。
（二）学习要求
通过本章的学习，了解工业催化剂的实验设计理论基础与应用和常用催化剂的制备设计方案，掌握催化剂载体的设计与选择。
（三）考核知识点和考核要求
1、领会：工业催化剂设计方法､程序｡
2、掌握：工业催化剂的宏观结构设计:颗粒形状与大小,比表面积与孔结构,机械强度等｡
3、 熟练掌握：催化材料选择方法,活性组分的选择,助催化剂的选择,载体的选择｡。
 
第六章  工业催化剂的操作设计
（一）课程内容
本章介绍了催化反应操作设计概念，一般操作经验，使用技术中的若干选择与优化问题，电子计算机辅助催化剂操作设计。
（二）学习要求
通过本章的学习，了解催化剂使用的各个环节技术:订购､运输､装填､活化､使用。
（三）考核知识点和考核要求
1、领会：工业催化反应过程的活化｡
2、掌握：失活催化剂的再生技术;宏观动力学本征动力学基本概念｡
3、熟练掌握：:催化剂失活原因分析:中毒､烧结和热失活､结焦和阻塞｡失活催化剂的再生技术。
 
第七章  工业聚烯烃催化剂
  (本章内容不做考核要求)
 
第八章  纳米催化材料
（一）课程内容
本章介绍了纳米催化的现状与发展，纳米催化材料的制备方法和测试表征要点。
（二）学习要求
通过本章的学习，了解纳米催化剂基本要求、定义与作用原理，催化催化剂的制备方法。
（三）考核知识点和考核要求
1、领会：纳米催化剂的基本特性,表征测试方法｡
2、掌握：常用纳米催化剂制备方法,如溶胶-凝胶(Sol-Gel)法､水热合成法和微乳液法及相关实例｡
 
第九章  工业催化剂的操作设计
（一）课程内容
本章介绍了均相配合物催化剂和新型分子筛催化材料的应用。
（二）学习要求
通过本章的学习，了解:均相络合催化剂及络合催化反应的基本原理。掌握分子筛的基本概念与表征方法
（三）考核知识点和考核要求
1、领会：络均相络合催化的优点，分子筛的结构特点｡
2、掌握：新型分子筛催化剂基本概念及应用,如ZSM-5和择形分子筛, 分子筛的酸性,金属掺杂分子筛的基本概念｡
 
三、有关说明和实施要求
（一）关于“课程内容与考核目标”中有关提法的说明
在大纲的考核要求中，提出了“领会”、“掌握”、“熟练掌握”等三个能力层次的要求，它们的含义是：
1、领会：要求应考者能够记忆规定的有关知识点的主要内容，并能够林归和理解规定的有关知识点的内涵与外延，熟悉其内容要点和它们之间的区别与联系，并能根据考核的不同要求，作出正确的解释、说明和阐述。
2、掌握：要求应考者掌握有关的知识点，正确理解和记忆相关内容的原理、方法步骤等。
3、熟练掌握：要求应考者必须掌握的课程中的核心内容和重要知识点。
（二）自学教材
本课程使用教材为：《催化剂工程导论》，王尚弟主编，化学工业出版社，2007年版。
（三）自学方法的指导
本课程作为一门的专业课程，综合性强、内容多、难度大，应考者在自学过程中应该注意以下几点：
1、学习前，应仔细阅读课程大纲的第一部分，了解课程的性质、地位和任务，熟悉课程的基本要求以及本课程与有关课程的联系，使以后的学习紧紧围绕课程的基本要求。
2、在阅读某一章教材内容前，应先认真阅读大纲中该章的考核知识点、自学要求和考核要求，注意对各知识点的能力层次要求，以便在阅读教材时做到心中有数。
3、阅读教材时，应根据大纲要求，要逐段细读，逐句推敲，集中精力，吃透每个知识点。对基本概念必须深刻理解，基本原理必须牢固掌握，在阅读中遇到个别细节问题不清楚，在不影响继续学习的前提下，可暂时搁置。
4、学完教材的每一章节内容后，应认真完成教材中的习题和思考题，这一过程可有效地帮助自学者理解、消化和巩固所学的知识，增加分析问题、解决问题的能力。
（四）对社会助学的要求
1、应熟知考试大纲对课程所提出的总的要求和各章的知识点。
2、应掌握各知识点要求达到的层次，并深刻理解各知识点的考核要求。
3、对应考者进行辅导时，应以指定的教材为基础，以考试大纲为依据，不要随意增删内容，一面与考试大纲脱节。
4、辅导时应对应考者进行学习方法的指导，提倡应考者“认真阅读教材，刻苦钻研教材，主动提出问题，依靠自己学懂”的学习方法。
5、辅导时要注意基础、突出重点，要帮助应考者对课程内容建立一个整体的概念，对应考者提出的问题，应以启发引导为主。
6、注意对应考者能力的培养，特别是自学能力的培养，要引导应考者逐步学会独立学习，在自学过程中善于提出问题、分析问题、作出判断和解决问题。
7、要使应考者了解试题难易与能力层次高低两者不完全是一回事，在各个能力层次中都存在着不同难度的试题。
 
（五）关于命题和考试的若干规定
1、本大纲各章所提到的考核要求中，各条细目都是考试的内容，试题覆盖到章，适当突出重点章节，加大重点内容的覆盖密度。
2、试卷对不同能力层次要求的试题所占的比例大致是：“领会”20%，“掌握”40%，“熟练掌握”为40%。
3、试题难易程度要合理，可分为四档：易、较易、较难、难，这四档在各份试卷中所占的比例约为2：3：3：2。
4、本课程考试试卷可能采用的题型有：单项选择题、名词解释、简答题及问答题（包括论述题）等类型（见附录题型示例）。
5、考试方式为闭卷笔试，考试时间为150分钟。评分采用百分制，60分为及格。
 
附录  题型示例
一、 选择题
如：用均匀沉淀法制取氢氧化铝沉淀，可在铝盐溶液中加入()，溶化其中，然后提高温度进行沉淀。
A.　Na₂CO₃ B.　NaOH C. 尿素 D.　草酸钠
二、 填空题
如： .随着催化实践的进展，沉淀的方法已由单组分沉淀法发展到多组分共沉淀法、均匀沉淀法、      法、          法和导晶沉淀法等。
三、 名词解释
如：共催化剂
四、 简答题
如：选择结构性助催化剂通常应注意哪些原则？
五、 问答题或论述题
如：如何选择催化剂的孔结构？