催化化学与研究方法

课程编码：480038081705D2001 英文名称：Catalytic Chemistry and Research Methods 课时：50 学分：2.50 课程属性：专业核心课 主讲教师：郭新闻等

本课程为物理化学和工业催化专业研究生的专业课，也可作为化学工程、材料等相关专业研究生的选修课程。课程着眼于基础原理，结合应用实际，包括催化研究方法和催化化学两部分。催化研究方法部分涵盖了催化剂宏观表征、X射线衍射、热分析、分子光谱、核磁共振和分析电镜等十多种基本、常用的现代催化研究手段，系统阐述了研究方法的原理和适用性。催化化学部分则以对催化活性中心认识为主线，结合催化剂制备，系统地介绍了能源转化的科学问题和最新进展。

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第一章 物理吸附和催化剂的宏观物性测定 4.0学时
第1节 吸附与物理吸附
第2节 宏观物性测定
第二章 热分析方法 4.0学时
第1节 热分析的分类
第2节 几种常见的热分析技术
第3节 热分析动力学简介
第4节 热分析在催化研究中的应用
第5节 热分析联用技术
第6节 热分析实验技巧
第三章 X射线衍射分析 4.0学时
第1节 XRD的基本概念与基本原理
第2节 XRD在催化材料研究中的应用
第四章 透射电子显微镜 4.0学时
第1节 透射电子显微镜简介
第2节 电子衍射和成像
第3节 扫描透射电子显微镜
第4节 分析电子显微镜
第5节 电子显微镜中样品的辐射损伤
第6节 电子显微镜在多相催化中的应用
第7节 新型透射电镜
第五章 化学吸附和程序升温技术 4.0学时
第1节 化学吸附的基本原理
第2节 化学吸附的基本规律
第3节 动态分析方法理论
第4节 TPD技术在催化剂表面酸碱性和氧化还原性能研究中的应用
第六章 原位红外光谱方法 4.0学时
第1节 红外光谱的基本原理和获取原位红外光谱的方法
第2节 吸附分子的特征及它的红外光谱诠释
第3节 红外光谱应用于金属催化剂表征
第4节 红外光谱方法应用于氧化物、分子筛催化剂的表征研究
第5节 红外光谱应用于氧化物及分子筛的研究
第6节 原位红外光谱应用于反应机理的研究
第七章 拉曼光谱方法 4.0学时
第1节 拉曼光谱原理简述
第2节 拉曼光谱实验技术的发展
第3节 拉曼光谱在催化研究领域中的应用
第八章 核磁共振方法 4.0学时
第1节 核磁共振方法基本原理和实验技术
第2节 分子筛结构研究
第3节 固体NMR在催化剂酸性研究中的应用
第4节 催化剂表面吸附分子的NMR研究
第5节 分子筛和分子筛催化反应的原位MAS NMR研究
第九章 X射线光电子能谱 4.0学时
第1节 X射线光电子能谱的进展
第2节 X射线光电子能谱原理简介
第3节 X射线光电子能谱仪简介与实验技术
第4节 X射线光电子能谱的定量、定性分析
第5节 XPS的应用
第十章 多相催化反应动力学方法 4.0学时
第1节 一般动力学概念
第2节 吸附和多相催化反应速率方程
第3节 多相催化反应动力学模型的建立和检验
第4节 多相催化中的传递过程
第5节 动力学测定方法和实验装置
第6节 非稳态催化过程动力学
第十一章 固体催化剂制备技术原理 2.0学时
第1节 本体催化剂
第2节 负载催化剂
第3节 固体催化剂制备技术进展
第十二章 氨合成化学 2.0学时
第1节 工业合成氨过程
第2节 氨合成催化剂
第3节 氨合成催化反应机理
第4节 氨合成总包反应动力学
第5节 新型氨合成催化剂和技术
第十三章 合成气化学 2.0学时
第1节 合成气中枢
第2节 合成气制造
第3节 合成气转化利用
第十四章 环境催化概述 1.0学时
第1节 环境催化及其特殊性
第2节 移动源燃烧排放的催化净化
第3节 固定源燃烧排放的催化净化
第4节 水处理过程中的多相催化
第5节 温室效应和臭氧层消耗物质的催化转化
第十五章 石油化工-精细化工 2.0学时
第1节 催化加氢
第2节 烃类催化氧化
第3节 醇催化氧化制醛（酮）
第4节 氨氧化
第5节 羰基化
第6节 酯化
第十六章 石油炼制催化作用 1.0学时
第1节 石油的性质及化学组成
第2节 催化裂化及加氢裂化中的催化作用
第3节 加氢精制中的催化作用

郭新闻，1967年7月出生，大连理工大学化工学院教授，盘锦校区管委会副主任、科研与教学工作部部长。1985年毕业于大连理工大学高分子化工，获得学士学位；1989年毕业于大连理工大学工业催化，获得博士学位。辽宁省化工学会副理事长，中国化工学会会士、英国皇家化学会会士，享受国务院政府津贴专家，“十四五”国家重点专项催化科学总体专家组成员。国家重点研发计划项目负责人；辽宁省“兴辽英才”高水平创新团队负责人；智能材料化工教育部前沿科学中心碳中和关键技术研究与示范团队负责人。国内期刊催化学报、石油学报（石油加工）、低碳化学与化工、燃料与化工的编委，国际期刊CHEM ENG TECH的编委，FRONTIERS IN CHEM ENG CATAL ENG的主编。长期从事分子筛催化、择形催化、选择氧化、二氧化碳催化转化的研究，研制的钛硅分子筛催化剂完成百吨级工业放大，成功应用于怡达15万吨环氧丙烷工业示范装置。研制的甲苯甲醇定向催化制对二甲苯、苯与稀乙烯烷基化制乙苯先后在大榭岛、东方化工厂完成千吨级中试。曾获国家科技进步二等奖1项、国家级教学成果一等奖2项。
张光辉，博士，副教授，博士生导师。2007年毕业于南京师范大学获学士学位；2010年毕业于南京师范大学获硕士学位；2014年毕业于武汉大学获得博士学位，攻读博士学位期间曾于2012年-2014年在美国阿贡国家实验室合作研究。获得博士学位之后，曾先后在美国伊利诺伊理工学院化学系/阿贡国家实验室、普渡大学任博士后研究员，并于2018年加入大连理工大学化工学院郭新闻教授团队。目前研究兴趣集中在多相催化领域，利用动态、原位光谱学方法研究二氧化碳、烷烃等小分子催化转化反应中表界面活性位、反应物种和表面动态结构。入选辽宁省“兴辽英才计划”青年拔尖人才等。发表SCI论文150余篇，论文引用9000余次，H因子为54。教学方面，主讲国家级一流课程《物理化学》等，连续三年获得教学质量优良奖，并曾获得辽宁省优秀研究生导师团队等荣誉。