Chemical Kinetics and Catalysis

化工学院98级博士生黄启明

一、前言

　　本书是Plenum出版社1995年出版《基础与应用催化》系列丛书之一，由荷兰Eindhoven工业大学 R.A.Van Santen 与 J.W.Niemantsverdriet编篡而成。本丛书已出版六本，它们分别是：《催化剂表征：固体材料的物理技术》、《氨的催化合成：基础与实践》、《固体表面的动态过程》、《固体表面的基元生化过程》、《催化剂开发规律》。

二、 主 要 内 容

1.催化科学。本章对整个催化学科领域作了提纲挈领的介绍，以给读者提供有关背景知识。首先按时间顺序介绍了催化学科及与其密切相关的学科如热力学、动力学、化学工程等的发展情况，然后以合成氨为例阐述了催化在化学工业中的重要性，最后对本书的基本框架作了简要的说明。

2.速率方程式。本章主要讨论化学反应动力学。首先给出了基元反应动力学表达式即反应速率方程的基本形式，随后讨论了几种简单反应如链反应、平行反应、顺序反应等的动力学表达式，最后简单介绍了催化反应的基本规律。

3.催化反应概述。本章讨论了几种重要的均相催化反应如氢化反应、氧化反应的反应机理，介绍了几种常见的催化剂：金属催化剂（如Pt、Ni）、氧化物催化剂（如(Bi₂O₃)_x(MoO₃)_y 、ZSM-5 等）、硫化物催化剂（如C₄H₄S），并讨论了反应物分子在这些催化剂上的化学吸附性能。

4.碰撞与反应速率理论。本章详细介绍了反应分子的键能、振动频率等微观性质对反应平衡浓度与平衡常数的影响，同时介绍了统计热力学的初步知识，最后运用理论速率表达式对基元面反应速率常数进行的研究。

5.介质对反应速率的影响。本章主要讨论了质在反应过程中对反应速率的影响。首先引入活化化合物的概念，随之介绍了过渡态理论、克氏反应速率理论，并且讨论了Marcus质子理论与液相电子传递现象，最后涉及表面覆盖层质效应。

6.微观多相催化。本章以总催化反应速率的计算为主线，介绍了基元吸附速率、表面过渡态、离解吸附动力学及化学反应实例（合成氨）。

三．本书章节

1.催化科学

1.引言

2.早期催化

3.动力学与化学热力学

4.合成氨

5.催化与化学工业的成长

6.催化的科学规范

7.专业广度

1.速率方程式

1.反应方程

2.热力学第二定理

3.偶联反应与稳定假设

4.链反应

5.平行与连串反应

6.催化机理

7.非平行稳态与自催化

 7．1 自催化与振动反应

 7．2 表面振动反应

1.催化反应概述

1.金属催化

1.金属表面的化学吸附

2.氢化及相关反应

1. 氧催化

 2．1 氧的化学吸附

 2．2 氧催化反应

 2．3 固体酸催化

3. 硫化物催化

1. 碰撞与反应速率理论

1.微观理论与热力学

2.配分函数

 2．1 理想单原子配分函数

 2．2 经典双原子分子配分函数

 2．3 量子力学双原子分子配分函数

3. 微观速率常数表达式

 3．1 速率表达式

 3．2 反应速率的碰撞理论

 3．3 过渡态理论

4. 络合反应与离解反应：表面基元反应

4．1 离解与吸附反应

4．2 原子吸附与解吸速率

4．3 分子解吸速率

4．4 离解速率

4．5 表面扩散

1. 介质对反应速率的影响

1.引言

2.能量交换与过渡态理论

3.克氏反应速率理论

4.气体分子振动能传递速率

5.表面热调节系数

6.Marcus质子理论与液相电子传递理论

7.表面覆盖层与多相性

7．1 长程共吸附质效应

7．2 短程共吸附质干扰

1.微观多相催化

1.总催化反应速率推算

2.基元吸附速率

3.离解吸附

 3．1 引言

 3．2 化学吸附分子轨道图

 3．3 表面离解化学性质

 3．4 化合物辅助前体离解

 3．5 离解动力学、量子力学轨道效应

4.表面反应过渡态

 4．1 甲烷在金属上离解的过渡态

 4．2 甲烷活化作用的过渡态

5.离解吸附动力学

6.催化反应

6．1 Hougen-Watson算法

6．2 烃类催化的竞争吸附

6．3 合成氨曲线

6．4 竞争吸附的选择性控制

6．5 Fischer-Tropsch合成的选择性

四．本书特点

　　本书是《基础与应用催化》系列丛书之一。其内容系统性强，脉络清晰，概念论述有条不紊，文章结构逻辑严密，使抽象、深奥的理论易于理解。本书以合成氨为例，详细介绍了化学动力学及催化反应的理论，体现了该理论体系的实用性，是一本不可多得的专业指导书籍，可供化学化工专业人士参考学习。

本书馆藏索书号：O643.3·V281