化工过程强化关键技术丛书--结构催化剂与反应器电子书

《化工过程强化关键技术丛书》编委会

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丛书序言

前言

目录

第一章 绪论

第一节 结构催化剂与反应器（SCRs）的发展历程

一、化工过程强化与SCRs概念的提出

二、结构催化剂与反应器和传统催化反应器的比较

第二节 结构催化剂与反应器的主要特征及分类

一、规则空隙结构催化剂与反应器

二、非规则三维（3D）空隙结构催化剂与反应器

三、多级孔结构微纳催化剂与反应器

第三节 结构催化剂与反应器的标志性工业应用与示范例

一、规则空隙结构催化剂与反应器

二、非规则三维（3D）空隙结构催化剂与反应器

三、多级孔结构微纳催化剂与反应器

第四节 结构催化剂与反应器的机遇与挑战

参考文献

第一篇 规则空隙结构催化剂与反应器

第二章 规则空隙结构基体及结构催化剂与反应器

第一节 规则空隙结构基体

一、独居石基体

二、微通道基体

三、有序排列结构基体

第二节 独居石结构催化剂与反应器

一、独居石催化剂的基本类型及结构特点

二、独居石催化剂的基本构型及性质

三、独居石催化剂的设计

四、独居石催化剂的优缺点

第三节 微通道催化反应器

一、微通道催化反应器的结构类型

二、催化活性组分负载方式

第四节 有序排列结构催化剂与反应器

一、颗粒排列式催化反应器（particles-arranged catalytic reactors）

二、活性组分沉积式催化反应器（deposited catalytic reactors）

三、烛式催化反应器（candle catalytic reactors）

第五节 膜催化反应器

参考文献

第三章 规则空隙结构催化剂与反应器的传递现象

第一节 蜂窝结构催化剂与反应器的气固热/质传递

一、热量传递的影响因素

二、热传导和对流传热

三、有效因子及通道几何构型的优选

四、气固传质

五、压力降

第二节 蜂窝结构催化剂与反应器的多相质量传递

一、液固质量传递

二、气液质量传递

三、气固质量传递

第三节 蜂窝结构催化剂与反应器的多相流体力学

一、流区

二、压力降

三、液体滞留量

四、停留时间分布

五、非理想流动模型

第四节 有序排列结构催化剂与反应器的流动与传递

一、平行通道催化剂与反应器

二、横向流催化剂与反应器

三、壁面催化剂与反应器

四、列阵式催化剂与反应器

第五节 其它结构催化剂与反应器的流动与传递

参考文献

第四章 规则空隙结构催化剂与反应器的制造技术

第一节 蜂窝陶瓷结构基体的制造

一、概述

二、挤压成型工艺

第二节 金属蜂窝结构基体的制造

一、金属蜂窝的结构特征

二、金属蜂窝结构基体的设计和制造

第三节 炭蜂窝结构基体的制造

一、整体炭蜂窝的制备

二、炭涂层蜂窝陶瓷制备

第四节 蜂窝陶瓷结构催化剂与反应器的制造

一、蜂窝陶瓷结构上载体层的沉积

二、蜂窝陶瓷载体催化活性组分的负载

第五节 金属蜂窝结构催化剂与反应器的制造

参考文献

第五章 规则空隙结构催化剂与反应器的工业催化应用

第一节 催化氧化

一、乙烷氧化脱氢

二、选择性氧化

三、其它催化氧化

第二节 催化加氢

一、炔烃半加氢制烯烃

二、烯烃和芳烃选择性加氢

三、醛/酮、酸和酯选择性加氢

四、杂官能团选择性加氢

五、其它催化加氢

第三节 合成气转化

一、甲烷化：合成天然气

二、费-托合成

三、甲醇合成及甲醇转化

四、其它反应过程

第四节 烃或含氧烃重整制合成气

一、甲烷重整

二、低碳烷烃重整

三、石脑油重整

四、醇类重整

五、自热重整

六、其它重整

第五节 其它应用

一、裂解反应

二、水煤气变换反应

三、合成氨

参考文献

第六章 规则空隙结构催化剂与反应器的环境催化应用

第一节 机动车尾气净化

一、概述

二、汽油车尾气净化

三、柴油车尾气净化

第二节 固定源NO_x的脱除

一、概述

二、氧化钒基脱硝催化剂

三、非钒基脱硝催化剂

四、脱硝催化剂的结构与反应器设计

第三节 VOCs/甲烷催化燃烧脱除

一、概述

二、VOCs催化燃烧催化剂

三、丙烷等的催化燃烧

四、含氯VOCs的催化燃烧

五、甲烷催化燃烧催化剂

参考文献

第二篇 非规则三维（3D）空隙结构催化剂与反应器

第七章 非规则3D空隙结构催化剂与反应器

第一节 非规则3D空隙结构基体

一、纤维基体

二、丝网基体

三、编织线基体

四、泡沫

第二节 机遇与挑战

参考文献

第八章 非规则3D空隙结构催化剂与反应器的传递现象

第一节 多孔材料内的流体流动

一、多孔材料内流体流动机理

二、多孔材料内的流动类型

第二节 纤维/泡沫（Foam/Fiber）结构催化剂 “气-固”反应的渗透性能

一、多孔材料的渗透性能方程

二、纤维结构催化剂的渗透性

三、泡沫结构催化剂的渗透性

第三节 纤维/泡沫结构催化剂“气-固”反应的传热性能

一、多孔材料强化传热

二、纤维结构催化剂的传热性能

三、铜纤维包结细颗粒Ni催化剂在甲烷干重整中的传热性能

四、泡沫结构催化剂的传热性能

五、泡沫镍结构催化剂在CO甲烷化中的传热性能

第四节 纤维/泡沫结构催化剂“气-固”反应的传质性能

一、纤维结构催化剂的传质性能

二、泡沫结构催化剂的传质性能

三、泡沫镍结构催化剂在CO甲烷化中的传质性能

第五节 纤维/泡沫结构催化剂含液相反应的传递现象

一、纤维结构催化剂含液相反应的传递现象

二、泡沫结构催化剂含液相反应的传递现象

参考文献

第九章 非规则3D空隙结构催化剂与反应器的制备

第一节 非规则3D空隙结构基体的传统涂层催化功能化

一、分散载体沉积

二、催化活性组分负载

第二节 非规则3D空隙结构基体的非涂层催化功能化

一、原电池置换沉积法（galvanic deposition，GD）

二、湿式刻蚀法

三、水蒸气氧化同源衍生法

四、水热合成法

五、原位生长分子筛法

六、原位生长水滑石法

七、偶联剂辅助法

八、原位合成催化活性组分法

第三节 非规则3D空隙结构基体包结催化剂/吸附剂细颗粒技术

参考文献

第十章 非规则3D空隙结构催化剂与反应器的应用

第一节 催化氧化

一、氧化脱氢

二、选择性氧化

三、甲烷/VOCs催化燃烧

四、其它催化氧化

第二节 催化加氢

一、草酸二甲酯加氢

二、CO_2加氢制甲醇

三、其它催化加氢

第三节 合成气转化

一、甲烷化：合成天然气

二、费-托合成

三、甲醇合成及甲醇转化

四、草酸二甲酯、碳酸二甲酯合成

第四节 烃和含氧烃重整制合成气

一、甲烷重整

二、醇类重整制氢

三、其它重整

第五节 其它应用

一、臭氧（O_3）分解

二、移动制氢与纯化

三、空气净化

四、超级电容器

五、硝酸-苯硝化反应

六、催化精馏

参考文献

第三篇 多级孔结构微纳催化剂与反应器

第十一章 多级孔结构微纳催化剂与反应器及制备

第一节 多级孔分子筛催化剂

一、多级孔分子筛材料概述

二、多级孔分子筛材料的合成与性质

第二节 多级孔金属氧化物催化剂

一、有序介孔过渡金属氧化物

二、有序大孔过渡金属氧化物

第三节 多级孔碳催化剂

一、多级孔碳材料概述

二、多级孔碳材料的合成方法

三、多级孔碳材料的应用研究

第四节 展望

参考文献

第十二章 多级孔结构微纳催化剂与反应器的环境催化应用

第一节 空气净化——光催化氧化

一、甲烷/VOCs脱除

二、NO_x和SO_x脱除

三、CO氧化

四、臭氧（O_3）分解

五、烟尘氧化

第二节 水处理

一、有机物降解

二、有机染料降解

三、金属吸附

第三节 自清洁

参考文献

第十三章 多级孔结构微纳催化剂与反应器的能源储存与转化应用

第一节 能源存储

一、锂离子电池

二、超级电容器

三、储氢

第二节 能源转化

一、太阳能制化学品

二、太阳能存储与发电

三、燃料电池

参考文献

第十四章 多级孔结构微纳催化剂的CO_2转化与利用

第一节 CO_2热催化转化

一、CO_2加氢制甲醇

二、CO_2加氢制烯烃及油品：双功能颗粒“微纳接触”的催化调控效应

第二节 CO_2光催化转化：人工光合作用及人造树叶

一、“纳-微-宏”多级结构的一体化构筑

二、人造树叶

参考文献

索引