結構催化劑與反應器

定　價：￥198.00

作　者：	路勇，鞏金龍，朱吉欽著，路勇，鞏金龍，朱吉欽編
出版社：	化學工業(yè)出版社
叢編項：	化工過程強化關鍵技術叢書
標　簽：	暫缺

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ISBN：	9787122344083	出版時間：	2020-06-01	包裝：	精裝
開本：	16開	頁數(shù)：	466	字數(shù)：

內容簡介

　　《結構催化劑與反應器》是《化工過程強化關鍵技術叢書》的一個分冊。本書首先概述了結構催化劑與反應器（SCRs）的發(fā)展歷程，闡釋了其核心要義，總結了其分類和結構特征，并結合典型工業(yè)應用案例探討了該技術的發(fā)展趨勢和面臨的機遇與挑戰(zhàn)。然后按照規(guī)則空隙結構催化劑與反應器、非規(guī)則3D 空隙結構催化劑與反應器和多級孔結構微納催化劑與反應器三篇依序論述了這三大類結構催化劑與反應器的基礎理論、構筑策略和實際應用，突出催化劑與反應器設計應結合起來在宏觀尺度上整體考慮的研發(fā)思路，強調大至一個整裝結構催化劑個體、小至一個催化劑顆粒即視為一個反應器的理念。《結構催化劑與反應器》覆蓋全面、論述系統(tǒng)，既有基礎理論分析，又聯(lián)系實際體系，取材翔實。可供石油化工、工業(yè)催化、綠色化工、精細化工、新能源開發(fā)等科技人員閱讀，也可供高等院校化學、化工、材料、環(huán)境、能源及相關專業(yè)師生參考。

作者簡介

　　路勇，男，華東師范大學教授，博士生導師。兼任中國化工學會化工過程強化專業(yè)委員會委員、中國稀土學會催化專業(yè)委員會委員。1992年本科畢業(yè)于四川大學化學系物理化學專業(yè)，獲學士學位。1997年博士畢業(yè)于中國科學院蘭州化學物理研究所物理化學專業(yè)多相催化方向，獲理學博士學位。1997-2000年在中石化石油化工科學研究院于何鳴元院士指導下從事博士后研究，留院工作受聘高級工程師、任科研組長。2000-2004年分別在新加坡國立大學化工系和美國Auburn（奧本）大學化工系從事博士后研究。2004年8月入現(xiàn)職至今。入職后，緊扣“結構催化劑與反應器”這一國際新興前沿，同步開展科學研究與應用開發(fā)，發(fā)展形成了獨特的 “3D空隙整裝結構非涂層催化功能化及其C1能源與環(huán)境催化應用”新方向。主持包括國家基金委重大項目課題和面上項目、科技部“973”和“863”項目課題及上海市科委重大項目10項。承擔企業(yè)委托開發(fā)項目多項。在包括Sci Adv、ACS Catal、J Catal、Appl Catal B、Chem Commun、ChemSusChem、Green Chem、AIChE J等期刊發(fā)表論文100余篇。獲授權中國發(fā)明專利30余件、美國專利2件。

圖書目錄

第一章　緒論 / 1
第一節(jié)　結構催化劑與反應器（SCRs）的發(fā)展歷程 1
一、化工過程強化與SCRs 概念的提出 1
二、結構催化劑與反應器和傳統(tǒng)催化反應器的比較 5
第二節(jié)　結構催化劑與反應器的主要特征及分類 7
一、規(guī)則空隙結構催化劑與反應器 8
二、非規(guī)則三維（3D）空隙結構催化劑與反應器 14
三、多級孔結構微納催化劑與反應器 16
第三節(jié)　結構催化劑與反應器的標志性工業(yè)應用與示范例 17
一、規(guī)則空隙結構催化劑與反應器 17
二、非規(guī)則三維（3D）空隙結構催化劑與反應器 20
三、多級孔結構微納催化劑與反應器 21
第四節(jié)　結構催化劑與反應器的機遇與挑戰(zhàn) 23
參考文獻 25

第一篇　規(guī)則空隙結構催化劑與反應器 / 29
第二章　規(guī)則空隙結構基體及結構催化劑與反應器 / 31
第一節(jié)　規(guī)則空隙結構基體32
一、獨居石基體 32
二、微通道基體 35
三、有序排列結構基體 36
第二節(jié)　獨居石結構催化劑與反應器 39
一、獨居石催化劑的基本類型及結構特點 39
二、獨居石催化劑的基本構型及性質 40
三、獨居石催化劑的設計 44
四、獨居石催化劑的優(yōu)缺點 51
第三節(jié)　微通道催化反應器53
一、微通道催化反應器的結構類型 53
二、催化活性組分負載方式 55
第四節(jié)　有序排列結構催化劑與反應器 55
一、顆粒排列式催化反應器（particles-arranged catalytic reactors） 56
二、活性組分沉積式催化反應器（deposited catalytic reactors） 58
三、燭式催化反應器（candle catalytic reactors） 58
第五節(jié)　膜催化反應器 59
參考文獻 61

第三章　規(guī)則空隙結構催化劑與反應器的傳遞現(xiàn)象 / 65
第一節(jié)　蜂窩結構催化劑與反應器的氣固熱/ 質傳遞 65
一、熱量傳遞的影響因素 66
二、熱傳導和對流傳熱 66
三、有效因子及通道幾何構型的優(yōu)選 71
四、氣固傳質 73
五、壓力降 75
第二節(jié)　蜂窩結構催化劑與反應器的多相質量傳遞 76
一、液固質量傳遞 76
二、氣液質量傳遞 77
三、氣固質量傳遞 78
第三節(jié)　蜂窩結構催化劑與反應器的多相流體力學 79
一、流區(qū) 79
二、壓力降 83
三、液體滯留量 85
四、停留時間分布 87
五、非理想流動模型 88
第四節(jié)　有序排列結構催化劑與反應器的流動與傳遞 89
一、平行通道催化劑與反應器 89
二、橫向流催化劑與反應器 90
三、壁面催化劑與反應器 92
四、列陣式催化劑與反應器 94
第五節(jié)　其它結構催化劑與反應器的流動與傳遞 94
參考文獻 95

第四章　規(guī)則空隙結構催化劑與反應器的制造技術 / 99
第一節(jié)　蜂窩陶瓷結構基體的制造 99
一、概述 99
二、擠壓成型工藝 100
第二節(jié)　金屬蜂窩結構基體的制造 105
一、金屬蜂窩的結構特征 106
二、金屬蜂窩結構基體的設計和制造 108
第三節(jié)　炭蜂窩結構基體的制造 112
一、整體炭蜂窩的制備 112
二、炭涂層蜂窩陶瓷制備 114
第四節(jié)　蜂窩陶瓷結構催化劑與反應器的制造 116
一、蜂窩陶瓷結構上載體層的沉積 117
二、蜂窩陶瓷載體催化活性組分的負載 119
第五節(jié)　金屬蜂窩結構催化劑與反應器的制造 120
參考文獻 122

第五章　規(guī)則空隙結構催化劑與反應器的工業(yè)催化應用 / 126
第一節(jié)　催化氧化 126
一、乙烷氧化脫氫 126
二、選擇性氧化 128
三、其它催化氧化 130
第二節(jié)　催化加氫 132
一、炔烴半加氫制烯烴 132
二、烯烴和芳烴選擇性加氫 133
三、醛/ 酮、酸和酯選擇性加氫 134
四、雜官能團選擇性加氫 135
五、其它催化加氫 135
第三節(jié)　合成氣轉化 137
一、甲烷化：合成天然氣 137
二、費-托合成 138
三、甲醇合成及甲醇轉化 140
四、其它反應過程 142
第四節(jié)　烴或含氧烴重整制合成氣 142
一、甲烷重整 142
二、低碳烷烴重整 143
三、石腦油重整 143
四、醇類重整 144
五、自熱重整 145
六、其它重整 148
第五節(jié)　其它應用 149
一、裂解反應 149
二、水煤氣變換反應 150
三、合成氨 150
參考文獻 150

第六章　規(guī)則空隙結構催化劑與反應器的環(huán)境催化應用 / 159
第一節(jié)　機動車尾氣凈化159
一、概述 159
二、汽油車尾氣凈化 161
三、柴油車尾氣凈化 168
第二節(jié)　固定源NOx 的脫除 179
一、概述 179
二、氧化釩基脫硝催化劑 179
三、非釩基脫硝催化劑 182
四、脫硝催化劑的結構與反應器設計 184
第三節(jié)　VOCs/ 甲烷催化燃燒脫除 186
一、概述 186
二、VOCs 催化燃燒催化劑 187
三、丙烷等的催化燃燒 188
四、含氯VOCs 的催化燃燒 191
五、甲烷催化燃燒催化劑 193
參考文獻 198

第二篇　非規(guī)則三維（3D）空隙結構催化劑與反應器 / 209
第七章　非規(guī)則3D 空隙結構催化劑與反應器 / 211
第一節(jié)　非規(guī)則3D 空隙結構基體 212
一、纖維基體 213
二、絲網基體 215
三、編織線基體 216
四、泡沫 217
第二節(jié)　機遇與挑戰(zhàn) 219
參考文獻 220

第八章　非規(guī)則3D 空隙結構催化劑與反應器的傳遞現(xiàn)象 / 227
第一節(jié)　多孔材料內的流體流動 228
一、多孔材料內流體流動機理 228
二、多孔材料內的流動類型 228
第二節(jié)　纖維/ 泡沫（Foam/Fiber）結構催化劑“氣-固”反應的滲透性能230
一、多孔材料的滲透性能方程 230
二、纖維結構催化劑的滲透性 233
三、泡沫結構催化劑的滲透性 240
第三節(jié)　纖維/ 泡沫結構催化劑“氣-固”反應的傳熱性能 242
一、多孔材料強化傳熱 244
二、纖維結構催化劑的傳熱性能 245
三、銅纖維包結細顆粒Ni 催化劑在甲烷干重整中的傳熱性能 249
四、泡沫結構催化劑的傳熱性能 256
五、泡沫鎳結構催化劑在CO 甲烷化中的傳熱性能 261
第四節(jié)　纖維/ 泡沫結構催化劑“氣-固”反應的傳質性能 265
一、纖維結構催化劑的傳質性能 265
二、泡沫結構催化劑的傳質性能 268
三、泡沫鎳結構催化劑在CO 甲烷化中的傳質性能 270
第五節(jié)　纖維/ 泡沫結構催化劑含液相反應的傳遞現(xiàn)象 273
一、纖維結構催化劑含液相反應的傳遞現(xiàn)象 273
二、泡沫結構催化劑含液相反應的傳遞現(xiàn)象 274
參考文獻 275

第九章　非規(guī)則3D 空隙結構催化劑與反應器的制備 / 282
第一節(jié)　非規(guī)則3D 空隙結構基體的傳統(tǒng)涂層催化功能化 283
一、分散載體沉積 283
二、催化活性組分負載 286
第二節(jié)　非規(guī)則3D 空隙結構基體的非涂層催化功能化 287
一、原電池置換沉積法（galvanic deposition，GD） 287
二、濕式刻蝕法 288
三、水蒸氣氧化同源衍生法 289
四、水熱合成法 290
五、原位生長分子篩法 291
六、原位生長水滑石法 293
七、偶聯(lián)劑輔助法 296
八、原位合成催化活性組分法 297
第三節(jié)　非規(guī)則3D 空隙結構基體包結催化劑/ 吸附劑細顆粒技術 300
參考文獻 301

第十章　非規(guī)則3D 空隙結構催化劑與反應器的應用 / 307
第一節(jié)　催化氧化 307
一、氧化脫氫 308
二、選擇性氧化 309
三、甲烷/ VOCs 催化燃燒 311
四、其它催化氧化 313
第二節(jié)　催化加氫 315
一、草酸二甲酯加氫 315
二、CO2 加氫制甲醇 318
三、其它催化加氫 320
第三節(jié)　合成氣轉化 320
一、甲烷化：合成天然氣 320
二、費-托合成 321
三、甲醇合成及甲醇轉化 323
四、草酸二甲酯、碳酸二甲酯合成 326
第四節(jié)　烴和含氧烴重整制合成氣 328
一、甲烷重整 328
二、醇類重整制氫 332
三、其它重整 334
第五節(jié)　其它應用 334
一、臭氧（O3）分解 334
二、移動制氫與純化 336
三、空氣凈化 338
四、超級電容器 340
五、硝酸-苯硝化反應 341
六、催化精餾 342
參考文獻 345

第三篇　多級孔結構微納催化劑與反應器 / 355
第十一章　多級孔結構微納催化劑與反應器及制備 / 357
第一節(jié)　多級孔分子篩催化劑 357
一、多級孔分子篩材料概述 357
二、多級孔分子篩材料的合成與性質 358
第二節(jié)　多級孔金屬氧化物催化劑 364
一、有序介孔過渡金屬氧化物 364
二、有序大孔過渡金屬氧化物 369
第三節(jié)　多級孔碳催化劑376
一、多級孔碳材料概述 376
二、多級孔碳材料的合成方法 376
三、多級孔碳材料的應用研究 381
第四節(jié)　展望 382
參考文獻 383

第十二章　多級孔結構微納催化劑與反應器的環(huán)境催化應用 / 390
第一節(jié)　空氣凈化——光催化氧化 390
一、甲烷/VOCs 脫除 390
二、NOx 和SOx 脫除 393
三、CO 氧化 395
四、臭氧（O3）分解 397
五、煙塵氧化 399
第二節(jié)　水處理 399
一、有機物降解 400
二、有機染料降解 402
三、金屬吸附 405
第三節(jié)　自清潔 407
參考文獻 411

第十三章　多級孔結構微納催化劑與反應器的能源儲存與轉化應用 / 423
第一節(jié)　能源存儲 424
一、鋰離子電池 424
二、超級電容器 428
三、儲氫 429
第二節(jié)　能源轉化 432
一、太陽能制化學品 432
二、太陽能存儲與發(fā)電 434
三、燃料電池 437
參考文獻 439

第十四章　多級孔結構微納催化劑的CO2 轉化與利用 / 444
第一節(jié)　CO2 熱催化轉化 444
一、CO2 加氫制甲醇 444
二、CO2 加氫制烯烴及油品：雙功能顆?！拔⒓{接觸”的催化調控效應 446
第二節(jié)　CO2 光催化轉化：人工光合作用及人造樹葉 455
一、“納-微-宏”多級結構的一體化構筑 456
二、人造樹葉 456
參考文獻 461

索引 / 463