1. Úvod. Typy a důležité vlastnosti průmyslových katalyzátorů. Homogenní vs. heterogenní katalyzátor; aktivita a její charakteristiky (konverze, prostorová rychlost, prostoro-časový výtěžek, reakční rychlost, TOF, TON); selektivita, tvarová selektivita, uhlíková bilance; stabilita a životnost katalyzátoru.

Průmyslové katalyzátory: zeolity, sulfidy, alumina, oxid titaničitý, silica

2. Reaktorové inženýrství. Východiska pro návrh reaktoru, klasifikace průmyslových reaktorů a volba typu reaktoru. Vsádkové vs. průtočné reaktory; reaktory s pístovým tokem vs. kontinuální promíchávané reaktory. Látková a tepelná balance. Kinetika a její popis. Volba reakčních podmínek.

3. Heterogenní katalyzátory - druhy a vlastnosti

Složky katalyzátoru: aktivní faze, chemické a texturní promotory, nosiče; Dezaktivace katalyzátorů: tepelně indukovaná dezaktivace, sintrace, selektivní/neselektivní otrava, tvorba uhlíkatých úsad; regenerace katalyzátoru.

4. Hlavní velkotonážní heterogenně katalyzované procesy

Krakování/hydrokrakování; výroba amoniaku; výroba kyseliny sírové; petrochemie aromatických uhlovodíků; FCC

Význam zeolite

5. Petrochemie

Katalytický reforming,

Izomerace
Alkylace/Transalkylace

6. Parní reforming: výroba vodíku a syntézního plynu; Reakce syntézního plynu: syntéza methanolu, Fischer–Tropschova syntéze; water-gas shift.

7. Syntéza anorganických sloučenin: syntéza amoniaku, syntéza kys. dusičné, syntéza kys. sírové – chemismus, popis procesů a návrh katalyzátoru. Dezaktivace katalyzátorů.

8. Chemické speciality

Vitamíny, léčiva, vonné látky

Syntéza speciálních chemikálií: druhy katalyzátorů a reakcí; procesy na bázi aromatické substituce: nitrace, halogenace aromátů; Friedel-Craftsovy reakce, Fisherova syntéza indolu; Přesmyky: Beckmanův, Friesův, benzaminový, pinacolinový, přesmyky terpenů; procesy založené na kondenzačních a redoxních reakcích.

9. Obnovitelné zdroje energie získané s využitím katalýzy: druhy biomasy, katalytická pyrolíza, základní chemikálie získávané z biomasy a jejich chemie; CO2 jako zdroj uhlíku

10. Katalýza v ochraně životního prostředí: automobilové katalyzátory: mechanismus a kinetika reakcí; trojcestný katalyzátor; systémy pro odstranění NOx a SOx; selektivní katalytická redukce; katalytické spalování stopových množství těkavých organických látek

DeNOx

DeSOx

11. Souvislosti mezi makroskopickými vlastnostmi a fungováním katalyzátoru. Charakterizace katalyzátoru; návrh katalyzátoru. Nosičové vs. nenosičové katalyzátory. Formování katalyzátorů (prášekové katalyzátory, peletování, granulace, extrudace, monolitické katalyzátory). Metody nanesení aktivní složky na nosič. Aktivní centra.

12. Homogenní katalyzátory – druhy a vlastnosti

Homogenně katalyzované průmyslové procesy: hydroformylace, karbonylace methanolu, selektivní oxidace ethylenu ve Wackerově procesu, cross-couplingové reakce, polymerace olefinů s využitím metalocenů; asymetrická katalýza – komerční aplikace asymetrické hydrogenace, enantioselektivní izomerace a epoxidace.

13. Enzymy: biokatalýza v průmyslu

Syntéza akrylamidu z akrylonitrilu, aspartamu pomocí enzymatické syntézy peptide a L-aminokyselin pomocí aminoacylasového procesu.