《工業催化原理與應用》課程教學大綱一、課程基本情況課程代碼：1061239012課程名稱（中/英文）：工業催化原理與應用/PrinciplesandApplicationsofIndustrialCatalysis課程類別：專業方向特色課程開課學期：第6學期學分：2.0總學時：32理論學時：24實驗/實踐學時：8適用專業：應用化學適用對象：本科先修課程：精細化學品化學、化工工藝學開課學院：環境工程與化學學院二、課程簡介《工業催化原理與應用》是應用化學專業的一門專業方向特色課程，本著面向實際化工生產過程中催化劑的制備原理與方法，化工生產工藝過程對催化劑性能的影響等組織教學，是專業學生從事相關工作的重要基礎知識。通過本課程的學習，使學生理解催化劑與催化作用，掌握酸堿催化劑、金屬及過渡金屬氧化物催化劑、絡合催化劑等典型催化劑的催化作用原理，使學生具備有關催化劑合成、表征與測試的基礎知識及基本技能，熟悉工業催化發展的新領域和新技術，為今后的科研和開發打下良好的基礎，同時培養學生的綠色化學、循環經濟和可持續發展的理念。三、課程目標1.課程對畢業要求的支撐指標點4.1掌握化工過程和單元操作的基礎知識，熟悉典型化工設備、工藝流程及過程控制的原理與技術，理解化工生產過程的系統性工藝和流程，并了解其約束條件。指標點7.1了解分析檢測、化工技術及相關專業領域的發展前沿，掌握新技術、新產品和新工藝動態。指標點7.2利用現代技術工具和信息手段，進行分析方法研究、產品（精細品）開發和化工技術工藝改造，具備開展初步科學研究和技術項目研發能力。2.課程目標（1）能夠掌握有關催化的理論，從微觀的角度探討催化劑組成、比例及表面層原子、分子及離子的位置、運動以及構型與催化劑性能的關系。（2）能夠系統地掌握工業催化的基本概念、基本原理、基本方法及技巧，掌握化工生產中催化劑的應用及相關的催化過程，并運用工業催化的知識與技術開展實驗方案設計和操作；（3）熟悉工業催化技術的新發展，具備開發新催化劑和催化過程的能力，為今后的科研和開發打下良好的基礎。3.主要教學內容與課程目標之間的對應關系課程目標教學內容教學方法目標1：能夠掌握有關催化的理論，從微觀的角度探討催化劑組成、比例及表面層原子、分子及離子的位置、運動以及構型與催化劑性能的關系。催化作用的定義與特征；催化劑的組成與功能；多相催化的反應步驟、吸附等溫線、金屬表面上的化學吸附和氧化物表面上的化學吸附；1.授課2.啟發式教學3.案例分享課4.翻轉課堂與討論5.動畫視頻目標2：能夠系統地掌握工業催化的基本概念、基本原理、基本方法及技巧，掌握化工生產中催化劑的應用及相關的催化過程，并運用工業催化的知識與技術開展實驗方案設計和操作；酸堿催化劑及其催化作用、分子篩催化劑及其催化作用、金屬氧化物和硫化物催化劑及其催化作用、絡合催化劑及其催化作用；固體酸堿催化劑；離子液體型催化劑；多酸類催化劑；工業催化劑的制備與使用；工業催化劑的活性評價與宏觀物性的表征；指示法測定表面固體酸的分布；沸石催化劑的制備與成型1.授課2.啟發式教學3.案例分享課4.翻轉課堂與討論5.實驗設計與操作目標3：熟悉工業催化技術的新發展，具備開發新催化劑和催化過程的能力，為今后的科研和開發打下良好的基礎。工業技術的發展趨勢、方法更新；工業催化劑的特點；未來能源和燃料工業用催化技術；具有突異催化性能的新材料；1.授課2.案例分析和討論3.校企合作課堂4.動畫視頻4.課程思政元素根據課程性質和教學內容，本課程的思政元素有：綠色化學、循環經濟和可持續發展的理念。四、教學內容及重難點綠色化學的理念）循環經濟和可持續發展的理念）5.動畫視頻計算機輔助設計、組合技術設計指示法測定表面固體酸的分布（4學時）1.教學內容通過實驗掌握Hammett指示劑法測定催化劑表面固體酸2.教學重點Hammett指示劑法3.教學難點酸含量的確定實驗項目二沸石催化劑的制備與成型（4學時）1.教學內容采用離子交換法制備沸石催化劑，通過實驗掌握工業制備常用固體酸催化劑的原理和方法。2.教學重點沸石催化劑的制備方法3.教學難點離子交換法的原理五、教學安排序號教學內容學時對應課程目標對應畢業要求指標點1第1章緒論21、37.12第2章固體催化劑的結構基礎41、24.1、7.13第3章吸附、催化作用與催化劑61、2、34.1、7.14第4章絡合催化與聚合催化41、2、34.1、7.15第9章微動力學分析法與工業催化劑設計21、2、37.1、7.26第10章工業催化劑的制備與使用41、2、37.1、7.27第11章工業催化劑的評價與宏觀物性測試21、2、37.1、7.28實驗一指示法測定表面固體酸的分布41、2、37.1、7.29實驗二沸石催化劑的制備與成型41、2、37.1、7.2合計32六、課程考核方式與評分標準1.課程考核方式本課程成總成績包括形成性評價（平時成績）和結果性評價（期末成績），形成性評價（平時成績）占40%，結果性評價（期末考試成績）占60%。形成性評價主要包括課堂討論（10%）、課下作業（10%），實驗操作（10%）和實驗報告（10%）。期末考試采用閉卷方式，滿分100分，折算60%計入總成績。2.課程目標的考核方式序號課程目標考核內容考核方式1目標1：能夠掌握有關催化的理論，從微觀的角度探討催化劑組成、比例及表面層原子、分子及離子的位置、運動以及構型與催化劑性能的關系。多相催化的反應步驟、吸附等溫線、金屬表面上的化學吸附和氧化物表面上的化學吸附；課堂討論，課下作業，期末考試2目標2：能夠系統地掌握工業催化的基本概念、基本原理、基本方法及技巧，掌握化工生產中催化劑的應用及相關的催化過程，并運用工業催化的知識與技術開展實驗方案設計和操作；酸堿催化劑及其催化作用、分子篩催化劑及其催化作用、金屬氧化物和硫化物催化劑及其催化作用、絡合催化劑及其催化作用；工業催化劑的制備與使用；工業催化劑的活性評價與宏觀物性的表征；課堂討論，實驗操作，實驗報告，期末考試3目標3：熟悉工業催化技術的新發展，具備開發新催化劑和催化過程的能力，為今后的科研和開發打下良好的基礎。工業技術的發展趨勢、方法更新；工業催化劑的特點；未來能源和燃料工業用催化技術；具有突異催化性能的新材料課堂討論，課下作業，期末考試3.成績評定標準形成性評價（40%）：按照下表中所列考核標準進行評價。考核環節考核結果及標準評估項目及權重優秀（90~100分）良好（80~89分）中等（70~79分）及格（60~69分）不及格（<60分）課堂討論（10%）預習非常充分，積極參加課堂討論，概念正確，并有自己獨到的見解準備充分，積極參加課堂討論，概念正確，有自己獨到的見解準備充分，能夠主動參加課堂討論，回答合理準備不充分，能夠參加課堂討論，回答合理準備不充分，能參加討論，但概念不清晰課下作業（10%）作業能夠獨立完成，完成質量優秀，能夠靈活運用所學知識和理論解決問題，并獲得正確結論作業能夠獨立完成，完成質量較高，能夠運用所學知識和理論解決問題，并獲得正確結論作業能夠獨立完成，完成質量基本符合要求，能夠運用所學知識和理論解決問題，并獲得有效結論作業基本能夠獨立完成，部分題目解答存在抄襲現象，運用所學知識和理論解決問題的能力基本符合要求作業不能獨立完成，存在抄作業現象實驗操作（10%）具有良好的實驗習慣，實驗過程中操作認真規范，小組分工明確，實驗結果準確可靠具有良好的實驗習慣，實驗過程中操作認真規范，小組分工明確，實驗結果可靠具有良好的實驗習慣，實驗操作過程中仔細認真，操作不規范，小組分工明確，實驗結果基本可靠不具有良好的實驗習慣，實驗操作過程中不嚴謹，操作不規范，小組分工不明確，實驗結果不準確具有較差的實驗習慣，實驗操作過程中不認真或者違章操作實驗報告（10%）實驗報告包含預習報告和結果報告，內容完整充實，書寫工整規范，實驗結果描述準確，并結合實驗過程中的出現的問題進行有效的分析和討論實驗報告內容包含預習報告和結果報告完整，書寫規范，實驗結果描述準確，簡單對實驗結果進行分析和討論實驗報告包含預習報告和結果報告內容完整，書寫規范，實驗結果描述準確，未對實驗結果進行分析和討論實驗報告包含預習報告和結果報告內容不完整，書寫不規范，實驗結果描述不清楚，且存在明顯問題實驗報告包含預習報告和結果報告內容不完整，實驗報告出現嚴重錯誤或報告抄襲跡象明顯結果性評價（60%）：期末考試試卷題型共分為六大類型，包括：填空題、選擇題、簡答題、分析題、計算題和設計題。考試內容覆蓋面廣，涉及各章節內容，包括固體催化劑的結構基礎、酸堿催化劑、、催化劑的設計和工業催化劑的制備及表征等，既有基本概念、基礎理論，也更強調應用性內容和綜合性問題，以檢驗學生對所學知識技術的運用能力。考試內容符合教學大綱要求，根據實際卷面分數計入成績。七、教材、參考書目以及課程網絡資源教材黃仲濤主編.工業催化(第三版).化學工業出版社，2014主要參考書（1）甄開吉主編.催化作用基礎.科學出版社，2016（2）王尚弟主編.催化劑工程導論.化學工業出版社，2007（3）辛勤主編.固體催化劑研究方法.科學出版社，2004課程網絡資源學堂在線，中國石油大學《催化劑設計與制備》/course/CUP070310