第1章　緒論1 1.1　固體催化劑及其制備的重要性1 1.2 固體催化劑的性能指標(biāo)3 1.3 制備方法對催化劑性能的影響4 第2章　催化劑制備的基礎(chǔ)知識6 2.1 催化劑的物理結(jié)構(gòu)6 2.1.1 催化劑的比表面積、密度和孔結(jié)構(gòu)6 2.1.2 孔的類型9 2.1.3 微球模型中孔徑與顆粒的關(guān)系9 2.2 催化劑物理結(jié)構(gòu)對催化反應(yīng)的影響10 2.2.1 孔結(jié)構(gòu)對內(nèi)表面利用率的影響10 2.2.2 孔結(jié)構(gòu)對選擇性的影響13 2.2.3 孔結(jié)構(gòu)對催化劑強(qiáng)度的影響13 2.3 催化劑的化學(xué)結(jié)構(gòu)14 2.3.1 主催化劑、助催化劑和載體14 2.3.2 催化劑的活性表面14 2.4 催化劑原料15 2.4.1 原料的選擇15 2.4.2 催化劑溶液的制備16 2.4.3 原料的溶解速率16 第3章　沉淀法制備催化劑17 3.1 沉淀的生成17 3.1.1 沉淀劑的選擇17 3.1.2 沉淀析出時(shí)的pH 17 3.2 沉淀的析出18 3.2.1 溶液的過飽和度18 3.2.2 微小晶粒的溶解度19 3.2.3 晶核的形成20 3.2.4 沉淀粒子的長大22 3.2.5 影響沉淀顆粒尺寸的因素24 3.3 膠凝25 3.3.1 基本概念25 3.3.2 溶膠的形成26 3.3.3 溶膠的穩(wěn)定性和雙電層理論26 3.3.4 溶膠的凝結(jié)29 3.3.5 膠凝作用、膠溶作用和觸變現(xiàn)象31 3.4 沉淀物的老化32 3.4.1 顆粒長大32 3.4.2 晶型完善與轉(zhuǎn)變33 3.4.3 凝膠的收縮脫水33 3.5 沉淀中雜質(zhì)的帶入及去除33 3.6 沉淀顆粒類型及其性質(zhì)調(diào)控34 3.7 均勻沉淀35 3.8 共沉淀36 3.8.1 共沉淀產(chǎn)物的均勻性36 3.8.2 通過形成復(fù)鹽化合物實(shí)現(xiàn)共沉淀37 3.8.3 超均勻共沉淀37 第4章　浸漬法制備催化劑39 4.1 浸漬法所用的載體40 4.2 載體的浸漬41 4.2.1 載體的潤濕現(xiàn)象41 4.2.2 活性組分負(fù)載量和浸漬液濃度42 4.2.3 浸漬速度43 4.2.4 多組分浸漬44 4.2.5 活性組分的晶粒度45 4.3 活性組分的濃度分布46 4.3.1 溶質(zhì)的吸附47 4.3.2 影響活性組分濃度分布的因素47 4.3.3 溶質(zhì)在載體微孔內(nèi)的分布48 4.4 吸附法負(fù)載活性組分49 4.4.1 靜電吸附負(fù)載活性組分49 4.4.2 競爭吸附52 4.5 離子交換法負(fù)載活性組分54 4.5.1 硅膠上的離子交換54 4.5.2 硅酸鋁上的離子交換55 4.5.3 沸石上的離子交換56 4.6 均相配位催化劑的固相化56 4.7 沉淀法與浸漬法的比較57 第5章　溶膠-凝膠法制備催化劑60 5.1 溶膠-凝膠法制備活性氧化鋁60 5.1.1 氫氧化鋁膠粒的生成和調(diào)控61 5.1.2 氧化鋁的分類和生成65 5.1.3 氧化鋁的孔結(jié)構(gòu)65 5.1.4 氧化鋁的表面67 5.2 醇鹽水解的溶膠-凝膠法67 5.2.1 溶液化學(xué)68 5.2.2 醇鹽水解溶膠-凝膠法的特點(diǎn)70 5.3 Pechini 法73 5.3.1 Pechini法的原理73 5.3.2 Pechini法的特點(diǎn)76 5.3.3 Pechini法的影響因素76 5.3.4 與Pechini法相關(guān)的其他方法78 第6章　模板法制備催化劑82 6.1 軟模板法制備介孔催化劑82 6.1.1 介孔材料的形成機(jī)理83 6.1.2 介孔材料的表征86 6.1.3 介孔催化劑的制備87 6.1.4 存在問題及對策90 6.2 硬模板法制備大孔催化劑91 6.2.1 制備流程與材料91 6.2.2 模板制備和前驅(qū)體填充93 6.2.3 應(yīng)用領(lǐng)域96 6.2.4 基礎(chǔ)科學(xué)問題96 第7章　其他制備方法97 7.1 水熱與溶劑熱合成法97 7.1.1 水熱與溶劑熱合成的特點(diǎn)98 7.1.2 反應(yīng)介質(zhì)的特點(diǎn)99 7.1.3 反應(yīng)機(jī)理101 7.1.4 水熱與溶劑熱工藝102 7.1.5 水熱法合成分子篩102 7.2 微乳液法104 7.2.1 微乳液104 7.2.2 微乳液法制備納米粒子105 7.2.3 影響粒徑大小的因素106 7.2.4 微乳液法制備催化劑示例106 7.2.5 微乳液技術(shù)的特點(diǎn)107 7.2.6 微乳液技術(shù)結(jié)合模板法制備組合孔結(jié)構(gòu)催化劑載體107 7.3 超臨界流體在催化劑制備中的應(yīng)用109 7.3.1 超臨界流體的特點(diǎn)109 7.3.2 超臨界干燥110 7.3.3 超臨界流體制備超細(xì)粒子112 第8章　催化劑熱處理114 8.1 干燥114 8.1.1 物料與水分的結(jié)合形式114 8.1.2 干燥過程及其變化115 8.1.3 干燥對多孔性物料孔結(jié)構(gòu)的影響116 8.1.4 干燥方式對活性組分分布的影響118 8.1.5 干燥過程中表面張力應(yīng)用示例118 8.1.6 干燥設(shè)備119 8.2 煅燒121 8.2.1 熱分解122 8.2.2 再結(jié)晶122 8.2.3 晶型轉(zhuǎn)變123 8.2.4 燒結(jié)123 8.2.5 固相反應(yīng)125 8.2.6 焙燒對比表面積和孔結(jié)構(gòu)的影響126 8.2.7 煅燒條件的選擇127 8.3 還原128 8.3.1 金屬氧化物或氯化物的還原反應(yīng)128 8.3.2 還原過程中金屬微晶的生成機(jī)理128 8.3.3 還原過程動力學(xué)130 8.3.4 影響還原過程的因素132 8.3.5 還原過程對金屬分散度及催化劑強(qiáng)度的影響132 第9章　催化劑成型134 9.1 催化劑顆粒的形狀134 9.2 固體粉料的篩分與混合135 9.2.1 固體粉料的篩分135 9.2.2 固體粉料的混合135 9.3 粉末顆粒的聚集及聚集體強(qiáng)度136 9.3.1 粉末顆粒的聚集136 9.3.2 聚集體的強(qiáng)度137 9.4 黏合劑和潤滑劑的選擇138 9.4.1 黏合劑138 9.4.2 潤滑劑138 9.5 成型方法139 9.5.1 壓縮成型法139 9.5.2 擠出成型法139 9.5.3 轉(zhuǎn)動造粒法140 9.5.4 噴霧成型法140 9.5.5 油中成型法141 第10 章　固體催化劑設(shè)計(jì)與制備示例143 10.1 組合孔、整體式催化劑用于制氫系統(tǒng)小型化144 10.1.1 小型化是燃料電池制氫系統(tǒng)面臨的關(guān)鍵問題144 10.1.2 組合孔、整體式催化劑用于制氫系統(tǒng)小型化——以CO-PROX為例148 10.1.3 組合孔、整體式催化劑用于制氫系統(tǒng)小型化——催化劑設(shè)計(jì)的優(yōu)化153 10.2 核殼結(jié)構(gòu)納米催化劑的設(shè)計(jì)與制備新方法——利用光熱效應(yīng)引發(fā)界面反應(yīng)158 10.2.1 核殼結(jié)構(gòu)納米顆粒和局域表面等離子共振簡介158 10.2.2 利用光熱效應(yīng)引發(fā)界面反應(yīng)制備核殼結(jié)構(gòu)納米催化劑160 10.3 利用鈣鈦礦型復(fù)合氧化物構(gòu)筑納米催化團(tuán)簇163 10.3.1 鈣鈦礦型復(fù)合氧化物簡介163 10.3.2 以PTOs為前驅(qū)體制備CO甲烷化催化劑164 10.3.3 以PTOs為前驅(qū)體制備合成氣制低碳醇催化劑168 10.3.4 以PTOs為前驅(qū)體構(gòu)筑納米金屬/雙金屬/單原子-氧空位催化劑171 參考文獻(xiàn)175