新型催化材料

第1章概論1
1.1引言1
1.2催化作用5
1.2.1均相催化5
1.2.2多相催化6
1.2.3催化劑的基本組成7
1.2.4催化劑的反應性能8
1.3新型催化材料的合成10
1.3.1活性中心的調(diào)變10
1.3.2結構與織構的調(diào)變11
1.3.3新型催化材料合成的分子設計12
1.3.4新型催化材料的表征14
1.4新型催化材料研究展望17
1.4.1酸堿催化材料的研究展望17
1.4.2分子篩催化材料的研究展望17
1.4.3金屬氧化物催化材料的研究展望18
1.4.4光催化材料的研究展望18
1.4.5生物酶催化材料的研究展望18
參考文獻18

第2章酸堿催化材料22
2.1引言22
2.2酸堿的定義與分類22
2.2.1酸堿的定義22
2.2.2酸堿的分類24
2.3酸堿催化材料的合成方法24
2.3.1混合法24
2.3.2浸漬法26
2.3.3離子交換法27
2.4酸堿催化中心形成27
2.4.1無機載體負載酸中心的形成27
2.4.2鹵化物酸中心的形成28
2.4.3硫酸鹽酸中心的形成28
2.4.4磷酸鹽酸中心的形成28
2.4.5離子交換樹脂酸中心的形成28
2.4.6氧化物酸堿中心的形成29
2.4.7雜多酸化合物酸中心的形成32
2.5固體酸堿的性質(zhì)及酸堿中心的測定33
2.5.1固體酸堿性質(zhì)33
2.5.2酸堿中心的測定方法34
2.5.3超強酸和超強堿37
2.6酸堿催化機理及催化作用39
2.6.1均相酸堿催化39
2.6.2多相酸堿催化40
2.6.3酸堿性質(zhì)與催化作用關系42
2.6.4酸堿性的調(diào)節(jié)44
2.7酸堿催化材料的研究現(xiàn)狀和進展44
2.7.1石油化工領域44
2.7.2有機合成領域45
2.7.3環(huán)保領域46
參考文獻47

第3章分子篩催化材料49
3.1引言49
3.2沸石分子篩的結構與分類49
3.2.1天然沸石分子篩50
3.2.2微孔分子篩51
3.2.3大孔分子篩52
3.2.4介孔分子篩52
3.2.5復合分子篩52
3.3分子篩的合成方法53
3.3.1水熱合成法53
3.3.2溶膠凝膠法54
3.3.3離子交換法54
3.3.4組合合成法55
3.3.5其他合成方法55
3.4分子篩的摻雜與改性57
3.4.1表面修飾改性57
3.4.2金屬摻雜改性57
3.4.3陽離子交換法58
3.5分子篩催化材料在汽車尾氣脫硝領域的研究現(xiàn)狀和進展59
3.5.1天然沸石分子篩材料在汽車尾氣脫硝領域的研究現(xiàn)狀和進展59
3.5.2微孔分子篩材料在汽車尾氣脫硝領域的研究現(xiàn)狀和進展60
3.5.3大孔分子篩材料在汽車尾氣脫硝領域的研究現(xiàn)狀和進展62
3.5.4介孔分子篩材料在汽車尾氣脫硝領域的研究現(xiàn)狀和進展63
3.6分子篩催化材料在選擇催化氧化領域的研究現(xiàn)狀和進展64
3.6.1天然沸石分子篩材料在選擇催化氧化領域的研究現(xiàn)狀和進展65
3.6.2微孔分子篩材料在選擇催化氧化領域的研究現(xiàn)狀和進展65
3.6.3大孔分子篩材料在選擇催化氧化領域的研究現(xiàn)狀和進展65
3.6.4介孔分子篩材料在選擇催化氧化領域的研究現(xiàn)狀和進展66
參考文獻66

第4章金屬氧化物催化材料71
4.1引言71
4.2金屬氧化物催化材料的特征與分類71
4.2.1金屬氧化物催化材料的特征71
4.2.2金屬氧化物催化劑的類型72
4.3金屬氧化物催化材料的合成方法76
4.3.1浸漬法76
4.3.2沉淀法79
4.3.3溶膠凝膠法81
4.3.4水熱合成法83
4.3.5離子交換法84
4.4金屬氧化物催化材料的表面改性86
4.4.1金屬助劑修飾86
4.4.2表面修飾改性87
4.5金屬氧化物催化材料在煙氣脫硫領域的應用88
4.5.1煙氣脫硫催化劑88
4.5.2負載型金屬氧化物催化劑89
4.5.3復合金屬氧化物催化劑89
參考文獻90

第5章光催化材料95
5.1引言95
5.2光催化材料的結構與分類96
5.2.1光催化材料的能帶結構96
5.2.2光催化材料的分類96
5.2.3TiO2光催化反應的基本過程97
5.3光催化材料的制備方法100
5.3.1溶膠凝膠法100
5.3.2化學氣相沉積法101
5.3.3水熱法101
5.3.4沉淀法101
5.3.5微乳液法102
5.3.6模板法102
5.3.7陽極氧化法102
5.3.8熱膠黏合法102
5.3.9直接氧化法103
5.4光催化材料的表面改性103
5.4.1金屬離子摻雜103
5.4.2貴金屬沉積104
5.4.3非金屬元素摻雜105
5.4.4稀土元素摻雜107
5.4.5復合半導體107
5.4.6多元素共摻雜108
5.5光催化材料在環(huán)保領域的應用109
5.5.1光催化材料在大氣污染治理領域的應用109
5.5.2光催化材料在污水處理領域的應用110
5.5.3光催化材料在能源領域的應用113
參考文獻114

第6章仿酶催化材料124
6.1環(huán)糊精模擬酶124
6.1.1水解酶的模擬125
6.1.2核糖核酸酶的模擬125
6.1.3轉氨酶的模擬126
6.2大環(huán)聚醚及其模擬酶126
6.2.1水解酶的模擬126
6.2.2肽合成酶的模擬127
6.3膜體系及其模擬酶128
6.4聚合物及其模擬酶129
6.5金屬卟啉及其模擬酶129
6.6肽酶130
6.7超氧化物歧化酶的模擬130
6.7.1Cu，Zn-SOD的模擬131
6.7.2Mn-SOD的模擬131
6.7.3Fe-SOD的模擬131
6.7.4超氧化物歧化酶的功能模擬131
6.8人工核酸酶——氮雜冠醚配合物在催化核酸水解裂解中的研究和應用132
6.8.1氮雜冠醚過渡金屬配合物的合成及其作為人工水解型核酸酶催化核酸裂解的研究132
6.8.2氮雜冠醚鑭系金屬配合物的合成及其作為人工水解型核酸酶催化核酸裂解的研究136
參考文獻139

第7章新型催化材料的特殊合成方法145
7.1等離子體表面修飾技術在新型催化材料合成中的應用145
7.1.1等離子體的定義145
7.1.2等離子體的分類145
7.1.3等離子體表面修飾技術原理148
7.1.4等離子體表面修飾技術的應用149
7.2微波表面修飾技術在新型催化材料合成中的應用154
7.2.1微波技術的概述154
7.2.2微波表面修飾技術原理155
7.2.3微波技術的應用155
7.3超聲波表面修飾技術在新型催化材料合成中的應用157
7.3.1超聲波技術概述157
7.3.2超聲波表面修飾技術原理157
7.3.3超聲波技術在催化劑制備及催化反應中的應用158
參考文獻159

第8章新型催化材料的表征技術164
8.1結構表征164
8.1.1X射線衍射（XRD）164
8.1.2BET比表面測定技術166
8.1.3傅里葉變換紅外吸收光譜（FT-IR）170
8.1.4拉曼光譜（Raman）172
8.2形貌表征174
8.2.1掃描電子顯微鏡（SEM）174
8.2.2透射電子顯微鏡（TEM）176
8.3表面和界面化學組成表征177
8.3.1X射線光電子能譜（XPS）177
8.3.2紫外可見吸收光譜（UV-vis）180
8.4活性組分狀態(tài)表征181
8.4.1概述181
8.4.2程序升溫還原（TPR）182
8.4.3程序升溫脫附（TPD）183
8.4.4程序升溫氧化（TPO）183
8.4.5程序升溫表面反應（TPSR）184
參考文獻185