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陆安慧，大连理工大学教授、博士生导师，精细化工国家重点实验室副主任，辽宁省低碳资源高值化利用重点实验室主任。2011年获辽宁省青年科技奖十大英才称号，2012年获国家杰出青年科学基金，2014年入选科技部中青年科技创新领军人才，2015年获“长江学者”特聘教授，2016年入选中组部万人计划，同年获辽宁省优秀科技工作者称号。作为第一完成人获2014年辽宁省自然科学一等奖，2016年获中国化学会-巴斯夫公司青年知识创新奖，连续入选Elsevier化学领域中国高被引学者。面向国家重大战略需求和国际科技前沿，聚焦能源高效清洁利用领域，主要致力于新型吸附剂、催化剂的制备及在气体吸附分离、能源催化转化过程中的基础和应用研究，包括CO2捕集、烷烃/烯烃分离、烷烃脱氢制烯烃、乙醇制芳香醇与高碳醇等。提出“纳米空间限域热解”策略，创制胶体型炭，建立纳米碳材料孔道与形貌的精准调变及功能高效集成方法，显著提升CO2及烷烃/烯烃吸附分离性能；在国际率先提出非金属硼基材料催化低碳烷烃制烯烃的路线，实现了低碳资源临氧催化转化过程创新；突破核心催化剂制备关键，研发出高效丙烷脱氢催化剂和乙醇催化转化制芳香醇醛催化剂。2021年作为首席科学家获批国家重点研发计划专项“高性能多孔氧化铝小球及相关催化剂创制与工业应用”。朱海波，福州大学教授，博士生导师。2009年在上海交通大学（与中石化上海石油化工研究院联合培养）获得应用化学专业博士学位。2009～2010年在法国国家科学研究中心（CNRS）下属的表面化学实验室从事博士后研究（合作导师：Jean-Marie Basset教授）。2010年随Basset教授到沙特阿卜杜拉国王科技大学（King Abdullah University of Science and Technology）工作，担任研究科学家，完成了来自DOW、SABIC和Crystal Global等多个国际公司的科研项目。2016年加入福州大学，并被聘为“闽江学者”特聘教授。主要从事催化材料的可控合成、催化剂的微观结构表征、催化反应工程等方面的基础理论研究与相关工业应用开发的工作。已完成自然科学基金1项，在研国家自然科学基金2项、国家重点研发计划课题1项、其他省部级项目3项。在国际催化主流学术期刊发表论文50余篇，申请发明专利20件。担任多个国际著名期刊的审稿人，在国际、国内重要的学术会议上做10余次学术报告。近年来在多孔催化材料的研制及催化应用方面取得了系列研究进展，创制了系列新型氧化铝、分子筛催化材料，提出了多组分金属在多孔材料表面和分子筛孔道内的可控负载技术，构建了抗烧结、抗积炭的低碳烷烃脱氢催化剂。贺雷，大连理工大学副教授、硕士生导师。2014年毕业于中国科学院大连化学物理研究所，获得工业催化博士学位。目前从事低碳小分子的催化转化相关领域的基础研究，包括催化材料设计合成和原位表征研究，重点关注甲烷、二氧化碳以及乙醇分子的催化转化过程，发展了系列氧化铝负载型高分散金属催化剂，创制了多组元氧化物纳米薄层熵稳定催化剂体系。主持国家自然科学基金青年基金、博士后基金等项目，作为骨干参与国家重点研发计划、国家自然科学基金中德合作项目、面上项目等10余项。已在Angew Chem Int Ed、J Catal、AIChE J、ACS Catal等国际权威期刊发表论文30余篇，他引1000余次。 目錄： 第一章 绪论 001 第一节　概述 002 第二节　氧化铝的基本结构 003 第三节　多孔氧化铝制备技术 006 一、传统合成工艺 007 二、新的合成工艺 008 第四节　多孔氧化铝的催化应用 010 第五节　技术展望 013 参考文献 014 第二章 多孔氧化铝的结构与表征 017 第一节　氧化铝晶体结构与表征 018 一、氧化铝的晶型分类 019 二、氧化铝的晶型转变 021 三、氧化铝的晶体结构表征 023 第二节　表面结构与表征 032 一、氧化铝表面羟基 033 二、氧化铝表面缺陷 036 三、氧化铝表面酸碱性 042 第三节　孔隙结构与表征 046 一、孔结构分类 047 二、孔结构表征方法 049 三、氧化铝载体的孔结构 065 四、氧化铝孔结构的控制方法 069 参考文献 075 第三章 多孔氧化铝的设计合成 079 第一节　高温热解法 080 一、硫酸铝铵热解法 080 二、碳酸铝铵热解法 081 第二节　溶胶-凝胶法 083 一、水解溶胶-凝胶法 083 二、非水解溶胶-凝胶法 083 第三节　水/溶剂热法 085 一、水热温度 087 二、水热时间 088 三、溶剂 089 四、反应的pH值 089 五、反应的沉淀剂 090 第四节　沉淀法 091 一、直接沉淀法 091 二、均匀沉淀法 092 三、共沉淀法 093 第五节　模板法 093 一、硬模板法 094 二、软模板法 095 三、总结 097 第六节　固相法 098 第七节　微乳液法 099 一、微乳液的定义 099 二、反相微乳液法制备纳米微粒的反应机理和影响因素 100 第八节　电渗析法 102 一、电渗析法制备氧化铝原理 102 二、电渗析法制备氧化铝优缺点 104 三、影响电渗析法的关键因素 105 四、电渗析法制备氧化铝进展 106 第九节　静电纺丝法 108 一、静电纺丝技术 109 二、氧化铝纳米纤维的制备 116 第十节　其他方法 119 一、“自上而下”颗粒刻蚀法 119 二、“自下而上”液相晶面保护生长法 120 参考文献 122 第四章 多孔氧化铝的工业制备与成型技术 127 第一节　多孔氧化铝的工业制备 128 一、拜耳法 129 二、烧结法 131 三、拜耳-烧结联合法 135 四、酸法 140 五、胆碱法 144 六、酸碱联合法 145 七、热解法 147 第二节　氧化铝成型的基础理论 148 一、氧化铝成型的意义和要求 149 二、粉体的性质 153 三、颗粒的数值模拟 161 第三节　氧化铝成型的工艺 171 一、成型氧化铝的影响因素 171 二、成型氧化铝的强度 176 三、重要的成型方法 179 参考文献 209 第五章 催化活性组分负载方法 213 第一节　浸渍法 214 一、基本原理 214 二、浸渍法优缺点 216 三、影响因素 216 四、研究进展 223 第二节　沉淀法 237 一、基本原理 237 二、沉淀法优缺点 241 三、影响沉淀的因素 241 四、沉淀法的分类 243 五、沉淀的后处理过程 244 六、研究进展 248 第三节　混合法 253 一、基本原理 253 二、混合法优缺点 255 三、影响因素 255 四、研究进展 256 第四节　喷雾热解法 258 一、基本原理 258 二、喷雾热解法优缺点 258 三、影响因素 259 四、研究进展 260 第五节　原子层沉积法 264 一、催化剂制备原子层沉积过程 264 二、主要设备和工艺 265 三、原子层沉积技术制备催化剂的案例 266 四、研究进展 270 第六节　表面金属有机化学合成法 277 一、表面金属有机化学的基本原理 278 二、表面金属有机化学法中Al2O3载体的作用 280 三、表面金属有机化学制备负载型催化剂的优点 282 四、表面金属有机化学合成金属催化剂 283 五、研究进展 285 第七节　其他制备方法 290 一、离子交换法 290 二、熔融法 292 三、无机金属表面化学法 292 四、强静电吸附法 293 参考文献 295 第六章 氧化铝负载催化剂 303 第一节　石脑油催化重整 304 一、催化重整的重要意义 304 二、催化重整反应 305 三、催化重整催化剂 309 第二节　烷烃催化脱氢 316 一、烷烃催化脱氢的重要意义 316 二、烷烃催化脱氢反应 318 三、烷烃脱氢催化剂 320 第三节　烃类异构化 336 一、烃类异构化的重要意义 336 二、烃类异构化反应 338 三、烃类异构化催化剂 340 第四节　油品加氢精制 346 一、加氢精制的重要意义 346 二、加氢精制有关反应 348 三、加氢精制催化剂 351 第五节　烃类水蒸气转化 361 一、烃类水蒸气转化的重要意义 361 二、烃类水蒸气转化反应 363 三、烃类水蒸气转化催化剂 366 第六节　其他 372 一、烃类加氢裂化催化剂 372 二、克劳斯尾气处理催化剂 376 参考文献 380 索引 391 內容試閱： 多孔氧化铝是工业催化剂的重要载体，是支撑石油化工和化学工业高质量发展的基石和支柱，广泛应用于催化重整、烷烃脱氢、环氧化、异构化、加氢裂化、加氢脱硫脱硝等重要工业过程。多年来，对于氧化铝负载的催化剂，研究者重点进行活性组分筛选、负载方法创新及助剂优化，对于氧化铝载体的关注较少。随着对载体-活性组分间相互作用认识的深入，研究者们逐渐发现载体不再是传统意义上认为的一般并不具有催化活性，仅仅承担支撑和分散活性组分、增加催化剂强度的功能。载体本身的晶体结构、表面化学和孔隙结构对催化剂性能的影响越来越不容忽视。 氧化铝是形态复杂多变的两性化合物，传统而富有生命力。关于氧化铝的研究一直是热点、一直存在挑战。氧化铝的晶相、形态和表面结构复杂多样，作为催化剂载体在成型、活性组分担载及反应中的结构变化规律不容易掌握，结构的不确定性导致应用性能的不稳定性，氧化铝负载催化剂的产品重复性一直困扰着生产企业和用户。对于高品质氧化铝载体的市场需求逐年增加，特别是近年来随着丙烷脱氢（PDH）制丙烯技术在国内的大规模加速推进，以高品质氧化铝作载体的铂系催化剂国产化需求日益增加。在此背景下，大连理工大学陆安慧教授联合中国科学院大连化学物理研究所、福州大学、中石化石油化工科学研究院、南京大学、上海交通大学等国内从事基础催化材料合成及应用的优势研究单位，在国家重点研发计划支持下，开展了“高性能多孔氧化铝小球及相关催化剂创制与工业应用”的导向性基础研究，期望形成催化材料合成与成型的新认知和新技术，实现高端氧化铝产品的国产化制造，培养一批高素质专业人才，形成一支高水平研究队伍。 笔者在调研过程中发现，对于氧化铝这样一个传统而富有生命力的催化材料，已出版的著作以氧化铝的生产和应用技术为主，而缺少介绍氧化铝专业基础知识的书籍。因此，研究团队决定结合项目的实施，撰写一本关于氧化铝催化材料的专业书籍，涉及氧化铝的结构与表征、制备方法、成型技术、催化应用等，与大家分享。期望共同努力，深入理解氧化铝合成中的合成方法与结构和性能之间的关联规律，打破国外企业的产品垄断和技术封锁，将氧化铝制备技术应用到催化重整、烷烃脱氢领域，并辐射到石化其他支柱产业如环氧化、重油加氢等过程，提升我国在基础催化材料等领域整体水平，支撑我国石油化工和化学工业的高质量发展。 本书由大连理工大学陆安慧教授、福州大学朱海波教授和大连理工大学贺雷副教授共同编写完成。全书共分6章，陆安慧教授确定了本书的大纲，并负责编写了第二章、第三章及第四章的一、二节，朱海波教授负责编写了第四章的第三节，第五章和第六章，贺雷副教授编写了第一章并统稿。内容既包括大连理工大学团队近15年在多孔氧化铝方面的研究工作，又包括国内外在本领域有突出贡献的同行工作。参加本书编写的还有大连理工大学的李文翠教授、杜蕴哲老师，研究生高新芊、王浩维、周淑珍、谢亚东、张钰、吴凡、王旭、陈光浩、苏丽娟、李珂协助资料的收集整理工作。本书编写过程中，广泛参阅了国内外出版的相关图书和论文，在此向这些资料的作者表示衷心感谢。 本书的部分内容是依托精细化工国家重点实验室以及辽宁省低碳资源高值化利用重点实验室，在国家自然科学基金委员会、科技部、辽宁省、大连市及大连理工大学的支持下取得的。包括国家重点研发计划“高性能多孔氧化铝小球及相关催化剂创制与工业应用”（2021YFA1500300）、“低能耗高效丙烷脱氢氧化物催化剂的应用基础与工艺研究”（2021YFA1501300）和“颠覆性纳米介孔分子筛基”（2018YFA0209404），国家自然科学基金重点项目“非金属硼化物催化低碳烷烃氧化脱氢制烯烃的科学基础”（21733002），国家自然科学基金中德合作研究项目“乙醇直接脱氢多界面催化剂的纳米定制和性能调控研究”（21761132011），国家自然科学基金委员会（NSFC）-辽宁联合基金项目“丙烷脱氢Pt基催化剂界面精准构筑基础”（U1908203），在此表示衷心感谢。 本书旨在提供一本适用于从事炼油、石油化工、煤化工、精细化工、环保等催化剂研究的科研、生产及管理的人员使用的书籍，也可供高等学校师生阅读。由于编著水平有限，书中论述不当和不妥之处在所难免，恳请广大读者批评指正，并提出宝贵意见，大家共同努力，推动我国氧化铝产品的高端化发展。 编者 2024年3月

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