現(xiàn)代催化研究方法

前言

　　在21世紀(jì)曙光初露，中國科技、教育面臨重大改革和蓬勃發(fā)展之際，《中國科學(xué)院研究生教學(xué)叢書》——這套凝聚了中國科學(xué)院新老科學(xué)家、研究生導(dǎo)師們多年心血的研究生教材面世了。相信這套叢書的出版，會(huì)在一定程度上緩解研究生教材不足的困難，對(duì)提高研究生教育質(zhì)量起著積極的推動(dòng)作用?！　?1世紀(jì)將是科學(xué)技術(shù)曰新月異，迅猛發(fā)展的新世紀(jì)，科學(xué)技術(shù)將成為經(jīng)濟(jì)發(fā)展的最重要的資源和不竭的動(dòng)力，成為經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的首要推動(dòng)力量。世界各國之間綜合國力的競(jìng)爭(zhēng)，實(shí)質(zhì)上是科技實(shí)力的競(jìng)爭(zhēng)。而一個(gè)國家科技實(shí)力的決定因素是它所擁有的科技人才的數(shù)量和質(zhì)量。我國要想在21世紀(jì)順利地實(shí)施“科教興國”和“可持續(xù)發(fā)展”戰(zhàn)略，實(shí)現(xiàn)鄧小平同志規(guī)劃的第三步戰(zhàn)略目標(biāo)——把我國建設(shè)成中等發(fā)達(dá)國家，關(guān)鍵在于培養(yǎng)造就一支數(shù)量宏大、素質(zhì)優(yōu)良、結(jié)構(gòu)合理、有能力參與國際競(jìng)爭(zhēng)與合作的科技大軍，這是擺在我國高等教育面前的一項(xiàng)十分繁重而光榮的戰(zhàn)略任務(wù)?！　≈袊茖W(xué)院作為我國自然科學(xué)與高新技術(shù)的綜合研究與發(fā)展中心，在建院之初就明確了出成果出人才并舉的辦院宗旨，長(zhǎng)期堅(jiān)持走科研與教育相結(jié)合的道路，發(fā)揮了高級(jí)科技專家多、科研條件好、科研水平高的優(yōu)勢(shì)，結(jié)合科研工作，積極培養(yǎng)研究生；在出成果的同時(shí)，為國家培養(yǎng)了數(shù)以萬計(jì)的研究生。當(dāng)前，中國科學(xué)院正在按照江澤民同志關(guān)于中國科學(xué)院要努力建設(shè)好“三個(gè)基地”的指示，在建設(shè)具有國際先進(jìn)水平的科學(xué)研究基地和促進(jìn)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展基地的同時(shí)，加強(qiáng)研究生教育，努力建設(shè)好高級(jí)人才培養(yǎng)基地，在肩負(fù)起發(fā)展我國科學(xué)技術(shù)及促進(jìn)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展重任的同時(shí)，為國家源源不斷地培養(yǎng)輸送大批高級(jí)科技人才?！　≠|(zhì)量是研究生教育的生命，全面提高研究生培養(yǎng)質(zhì)量是當(dāng)前我國研究生教育的首要任務(wù)。研究生教材建設(shè)是提高研究生培養(yǎng)質(zhì)量的一項(xiàng)重要的基礎(chǔ)性工作。由于各種原因，目前我國研究生教材的建設(shè)滯后于研究生教育的發(fā)展。為了改變這種情況，中國科學(xué)院組織了一批在科學(xué)前沿工作，同時(shí)又具有相當(dāng)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的科學(xué)家撰寫研究生教材，并以專項(xiàng)資金資助優(yōu)秀的研究生教材的出版。希望通過數(shù)年努力，出版一套面向2l世紀(jì)科技發(fā)展、體現(xiàn)中國科學(xué)院特色的高水平的研究生教學(xué)叢書。本叢書內(nèi)容力求具有科學(xué)性、系統(tǒng)性和基礎(chǔ)性，同時(shí)也兼顧前沿性，使閱讀者不僅能獲得相關(guān)學(xué)科的比較系統(tǒng)的科學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)，也能被引導(dǎo)進(jìn)入當(dāng)代科學(xué)研究的前沿。這套研究生教學(xué)叢書，不僅適合于在校研究生學(xué)習(xí)使用，也可以作為高校教師和專業(yè)研究人員工作和學(xué)習(xí)的參考書?！　　疤依畈谎裕伦猿甚??！蔽蚁嘈?，通過中國科學(xué)院一批科學(xué)家的辛勤耕耘，《中國科學(xué)院研究生教學(xué)叢書》將成為我國研究生教育園地的一叢鮮花，也將似潤(rùn)物春雨，滋養(yǎng)莘莘學(xué)子的心田，把他們引向科學(xué)的殿堂，不僅為科學(xué)院，也為全國研究生教育的發(fā)展作出重要貢獻(xiàn)。

內(nèi)容概要

考慮到研究生教材的需要，本書在《固體催化劑研究方法》一書的基礎(chǔ)上，精選了十種最通用、最基本的方法，并增加了近十年的主要進(jìn)展成果形成本書。全書包括催化劑的宏觀物性測(cè)定、分析電子顯微鏡方法、熱分析方法、X射線衍射分析、化學(xué)吸附和程序升溫技術(shù)、分子光譜方法、核磁共振方法、光電子能譜方法、多相催化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)。    本書可作為催化及材料專業(yè)碩士、博士研究生必讀教材，也可作為相關(guān)專業(yè)科研技術(shù)人員的參考書。

書籍目錄

前言第1章  物理吸附和催化劑的宏觀物性測(cè)定  1.1  吸附與物理吸附    1.1.1  固氣表面上的吸附    1.1.2  物理吸附的理論模型  1.2  宏觀物性測(cè)定    1.2.1  表面積    1.2.2  孔體積和孔徑分布    1.2.3  顆粒度測(cè)定    1.2.4  密度測(cè)定    1.2.5  催化劑機(jī)械強(qiáng)度的測(cè)定    參考文獻(xiàn)第2章  透射電子顯微鏡　2.1　透射電子顯微鏡簡(jiǎn)介　2.2　電子衍射和成像　2.3　掃描透射顯微鏡　2.4　分析電子顯微鏡　2.5　電子顯微鏡中樣品的輻射損傷　2.6　電子顯微鏡多相催化中的應(yīng)用　2.7　新型透鏡射電鏡　2.8　透射電子顯微鏡的局限性及應(yīng)注意的事項(xiàng)　2.9　結(jié)束語　參考文獻(xiàn)第3章  熱分析方法　3.1　熱分析的分類　3.2　幾種常用的熱分析技術(shù)　3.3　熱分析動(dòng)力學(xué)簡(jiǎn)介　3.4　熱分析在催化研究中的應(yīng)用　3.5　熱分析聯(lián)用技術(shù)　3.6　熱分析實(shí)驗(yàn)技巧　3.7　結(jié)束語　參考文獻(xiàn)第4章  X射線衍射分析　4.1　XRD的基本概念與基本原理　4.2　XRD在催化材料研究中的應(yīng)用　參考文獻(xiàn)第5章  化學(xué)吸附和程序升溫技術(shù)　5.1　化學(xué)吸附的基本原理　5.2　化學(xué)吸附的基本規(guī)律——3種模型析吸附等溫式　5.3　動(dòng)態(tài)分析方法理論……第6章  拉曼光譜方法第7章  原位紅外光譜方法第8章  核磁共振方法第9章  X射線光電子能譜第10章  多相催化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)附錄

章節(jié)摘錄

　　第1章　物理吸附和催化劑的宏觀物性測(cè)定　　多相催化研究的一個(gè)根本問題就是固體催化劑的催化性能與它的物理和化學(xué)性質(zhì)的關(guān)聯(lián)。催化劑的物理性質(zhì)主要包括其表面積、孔結(jié)構(gòu)和機(jī)械性質(zhì)等。　　多相催化反應(yīng)發(fā)生在固體催化劑的表面，為了獲得單位體積或質(zhì)量最大的反應(yīng)活性，大多數(shù)催化劑被制成多孔，以提高其表面積。然而催化劑內(nèi)的多孔結(jié)構(gòu)和孔徑大小分布不但會(huì)引起擴(kuò)散阻礙，影響催化劑的活性和選擇性，而且還會(huì)影響催化劑的機(jī)械性質(zhì)和壽命?！　」腆w催化劑的表面積和孔結(jié)構(gòu)是表征催化劑性能的重要參數(shù)，二者都可以通過物理吸附來測(cè)量?！　?.1　吸附與物理吸附　　互不相混溶的兩相接觸所形成的過渡區(qū)域稱為界面（interface），吸附作用發(fā)生在兩相界面上。有氣體參與形成的界面通常稱為表面（surface），多相催化研究最關(guān)心的是固氣表面的吸附。　　1.1.1　固氣表面上的吸附　　1.吸附現(xiàn)象以及有關(guān)的概念　　當(dāng)一定量的氣體或蒸氣與潔凈的固體接觸時(shí)，一部分氣體將被固體捕獲，若氣體體積恒定，則壓力下降，若壓力恒定，則氣體體積減小。從氣相中消失的氣體分子或進(jìn)入固體內(nèi)部，或附著于固體表面，前者被稱為吸收（absorption），后者被稱為吸附（adsorption）。吸收和吸附統(tǒng)稱為吸著（sorption）。多孔固體因毛細(xì)凝聚（capillary con.densation）而引起的吸著作用也視為吸附作用。　　能有效地從氣相吸附某些組分的固體物質(zhì)稱為吸附劑（adsorbent）。在氣相中可被吸附的物質(zhì)稱為吸附物（adsorptive），已被吸附的物質(zhì)稱為吸附質(zhì)（adsorbate）。有時(shí)吸附質(zhì)和吸附物可能是不同的物種，如發(fā)生解離化學(xué)吸附時(shí)。

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