21世纪绿色过程工程的发展 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:第1版 (2002年10月1日)

作者:许志宏

出品人:

页数:176

译者:

出版时间:2002-10

价格:30.0

装帧:平装

isbn号码:9787801642905

丛书系列:

图书标签:

• 绿色过程工程
• 过程工程
• 可持续发展
• 化学工程
• 环境工程
• 工业生态学
• 清洁生产
• 过程系统工程
• 资源利用
• 节能减排

绿色化学与可持续发展：面向未来的化工之路 图书名称： 绿色化学与可持续发展：面向未来的化工之路 图书简介： 本书深入探讨了当代化学工业所面临的重大挑战与转型机遇，聚焦于如何通过创新性的绿色化学原理和工程实践，实现化工生产过程的本质安全、资源高效利用和环境影响最小化。在全球对气候变化、资源枯竭和污染物排放日益关注的背景下，传统的“高能耗、高污染”模式已难以为继。本书旨在为化工、环境、材料科学以及相关工程领域的科研人员、工程师、政策制定者和高级学生提供一个全面、系统且具有前瞻性的参考框架。 全书结构清晰，逻辑严谨，从理论基础到工程应用，层层递进，展现了绿色化学如何从实验室概念转化为工业现实。 第一部分：绿色化学的基石与原则 本部分首先奠定了全书的理论基础，详细阐述了Paul Anastas和John C. Warner提出的十二项绿色化学原则，并对其在现代化工设计中的实际意义进行了深入剖析。 1. 绿色化学的哲学与经济驱动力： 探讨了环境责任与经济效益的内在联系。阐述了原子经济性（Atom Economy）作为核心指标的重要性，并对比了传统的收率（Yield）概念的局限性。引入生命周期评估（LCA）方法论，强调从原料获取到产品废弃的全流程环境负荷分析。讨论了法规遵从性（如REACH法规）如何反向推动技术创新，促使企业主动寻求更环保的替代方案。 2. 催化科学的绿色革命： 催化剂是实现高选择性和低能耗转化的关键。本书重点剖析了非贵金属催化剂的开发进展，如铁基、钴基或镍基催化剂在氧化还原反应中的应用。详细介绍了酶催化（生物催化）在精细化学品合成中的优势，包括其卓越的区域选择性和对温和反应条件的适应性。此外，对新型多相催化剂载体材料（如MOFs、COFs）的结构-活性关系进行了深入分析，阐述其如何提高催化剂的稳定性和可回收性。 3. 反应介质的革新： 溶剂的使用往往是化学过程中环境污染的主要来源。本书系统梳理了替代传统挥发性有机溶剂（VOCs）的创新介质。特别关注了超临界流体（如超临界二氧化碳，scCO2）在萃取、反应和分离过程中的应用潜力，及其对提高反应效率和简化后处理的贡献。详细讨论了离子液体（Ionic Liquids, ILs）作为“设计型溶剂”的特性，包括其不可燃性、可调控的极性以及在电化学反应中的新兴角色。同时，也客观分析了生物基溶剂（如环戊酮、乳酸乙酯）的工业化挑战与前景。 第二部分：面向原子经济性的合成策略 本部分聚焦于如何从分子层面设计反应路径，最大化原料的利用率，从源头上消除或减少废物产生。 4. C-H键活化与功能化： 探讨了直接利用廉价易得的烃类原料，通过C-H键选择性官能化来构建复杂分子的前沿技术。重点分析了过渡金属催化（钯、铑、铱）在区域和立体选择性控制中的最新突破，以及光催化在温和条件下实现惰性C-H键转化的潜力。 5. 串联反应与一锅法（One-Pot Synthesis）： 阐述了如何通过巧妙地设计反应顺序，将多个化学转化步骤整合到一个反应器中，从而避免中间产物的分离、纯化和溶剂消耗。通过具体案例（如复杂的天然产物合成或药物中间体生产），展示了串联反应在提升整体原子经济性和缩短生产周期方面的巨大优势。 6. 电化学合成的复兴： 强调了利用清洁电力驱动的电化学合成作为绿色替代方案。详细介绍了电化学方法如何替代传统的化学计量氧化剂或还原剂（如重金属试剂），实现高选择性的氧化还原转化。探讨了流动电化学反应器（Flow Electrochemistry）在提高反应安全性和规模放大性方面的工程优势。 第三部分：过程强化的工程实践 绿色化学原则的成功落地需要先进的化工过程工程支持。本部分着重于如何通过工程手段强化反应和分离过程，以适应绿色化学的要求。 7. 微反应器技术与过程安全： 详细介绍了微通道反应器（Microreactors）和中试规模连续流反应器（Continuous Flow Reactors）在过程强化中的核心作用。分析了它们如何通过极高的比表面积，实现对反应温度和停留时间的精确控制，从而安全地处理高放热或高危险性的反应。讨论了流动化学在高压反应和光化学反应放大过程中的应用案例。 8. 高效与低能耗分离技术： 分离和提纯过程通常是化工能耗的“黑洞”。本书系统比较了传统蒸馏、萃取等方法的能耗特点，并重点介绍了新型膜分离技术（如纳滤、渗透蒸发）和吸附分离技术（如变压吸附PSA）在溶剂回收和产品纯化中的应用。探讨了反应结晶（Reactive Crystallization）在实现反应与分离同步进行方面的优势。 9. 可再生原料与生物质转化： 探讨了化工原料的可持续性转型，重点关注如何高效、经济地将生物质（如纤维素、木质素）转化为高附加值的化学品和燃料。介绍了生物炼制（Biorefinery）的概念，以及关键的催化脱氧、水解和热化学转化技术，旨在降低对化石资源的依赖。 第四部分：环境与循环经济的应用 本部分将绿色化学理念扩展至废物处理和全生命周期管理，强调构建循环经济模式。 10. 废物资源化与环境修复： 不仅关注如何减少废物的产生，也关注如何对现有废物进行高值化利用。详细介绍了先进氧化过程（AOPs）在难降解有机污染物去除中的机理和工程实施。讨论了从工业废水中回收贵金属或稀有元素的绿色技术路线。 11. 可持续聚合物与材料设计： 探讨了设计更易于回收、生物降解或具有更长使用寿命的新型聚合物材料。介绍了基于可再生单体的生物基聚合物（如PLA, PHA）的合成挑战与性能改进。同时，讨论了化学回收（Chemical Recycling）技术，如解聚反应，如何打破塑料的物理回收瓶颈。 结语： 本书的最终目标是提供一套实现化工行业“安全、高效、清洁”生产的综合性指导方针。它强调技术创新必须与系统性的过程设计和负责任的生命周期管理相结合，为构建一个更具韧性和环境友好的未来工业体系奠定坚实的基础。书中大量引用的案例均来自近十年的顶尖期刊和工业实践，确保了内容的前沿性和实用性。

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作为一名长期关注工业环保的学者，我原先对这本书的期待是，它能提供一个关于“过程强化”（Process Intensification, PI）在当前绿色转型中的最新应用综述。PI技术，如微通道反应器、旋转填充床等，是实现体积缩小和效率提升的关键。我仔细查阅了与此相关的章节，希望能找到近期在极端条件下（例如超临界流体反应、光催化）使用这些强化设备的前沿研究进展。令我感到疑惑的是，书中对这些颠覆性硬件技术的描述，更多地停留在了概念层面，缺乏对它们在实际工业放大过程中遭遇的流体动力学、传热传质难题的具体分析。例如，微通道堵塞的风险管理、高压设备的材质选择等实际操作中的痛点，这本书并没有深入探讨。反而是花了相当大的篇幅去论述工业界与学术界如何建立“命运共同体”，这固然重要，但对于我这种更侧重于解决工程“卡脖子”问题的读者而言，这种侧重略显本末倒置了。

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这本书的视角似乎过于偏向于发达国家或拥有雄厚研发投入的大型跨国企业。我一直在寻找关于“发展中国家/欠发达地区”如何跳过传统高污染阶段，直接迈向绿色制造的路径探讨。绿色过程工程的推广，很大程度上取决于其成本效益和技术可及性。书中描绘的许多先进技术，比如碳捕集与利用（CCU）的最新电化学方法，其所需的初始投资和维护成本高昂，这对于资源受限的企业来说简直是天方夜谭。我非常希望看到一些关于“低成本、易操作、模块化”的绿色工艺解决方案，也许是通过优化现有成熟技术，而非完全依赖于高精尖的实验室成果。例如，如何利用可再生能源驱动的简单氧化还原过程替代昂贵贵金属催化剂，这类更具普适性和推广价值的案例，在这本厚厚的著作中却难以寻觅，读完后留下的印象，更多是“美好的愿景”，而非“可复制的实践”。

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这本书的文字组织结构，给我的阅读体验带来了一种……怎么说呢，一种宏大叙事下的碎片化感受。作者的文笔流畅自如，用词考究，读起来确实赏心悦目，像是听一位经验丰富的行业泰斗在娓娓道来他对未来工业的期许。但问题在于，这种叙述的跳跃性太大了。前一章还在探讨生物基材料的替代潜力，下一章画风突变，就转向了供应链的社会责任构建。我期望的是能看到一条清晰的脉络，比如从基础单元操作的革新，逐步过渡到复杂过程系统的集成优化，最终形成一个完整的绿色工程体系蓝图。这种章节间的逻辑递进感并不强烈，更像是一本优秀行业评论文章的合集。例如，书中提到了“人工智能在过程控制中的革命性应用”，但关于具体使用哪种机器学习算法来处理高维反应数据、如何确保模型的安全性和鲁棒性，这些关键的技术实现细节几乎是真空的。如果能将这些分散的亮点进行系统化的整合和深挖，这本书的价值无疑会提升一个档次。

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我对这本书的“知识更新频率”感到一丝担忧。在快速迭代的工程技术领域，五年不读前沿文献就可能落伍。尽管本书试图涵盖“21世纪”的广阔视野，但在我看来，它对近两三年内爆炸性增长的几个领域，如合成生物学在化工原料生产中的集成应用、以及新一代储能技术（如液流电池）对电力系统的绿色化影响，覆盖得不够深入和及时。例如，在讨论生物制造时，书中对代谢路径工程的描述略显陈旧，没有充分体现CRISPR等基因编辑工具带来的设计效率飞跃。整体上，这本书更像是一部优秀的高峰论坛论文集，精准地总结了过去十年间的共识，但在展望未来五年的“颠覆性”技术拐点上，其前瞻性和穿透力略显不足。它是一本优秀的参考书，用来打基础和了解行业全貌，但对于希望掌握“下一个浪潮”的关键技术的读者来说，可能需要配合其他更具时效性的专业期刊阅读。

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这本书的封面设计着实引人注目，那种带着科技感又融入了自然元素的色彩搭配，一下子就把我拉入了一个对未来工业美好想象的场景。我原本期待能在这本书里找到一些关于如何实现真正“零排放”工厂的具体技术路径和案例分析，毕竟书名暗示了这是一个非常前沿和关键的议题。然而，翻开正文后，我发现内容似乎将重点放在了宏观的政策解读和理念宣贯上，对于读者迫切想了解的，比如新一代催化剂的突破性进展，或者化工流程的深度集成与优化模型，着墨并不多。我特别想知道，那些声称能将能耗降低百分之四十的新型反应器技术，其背后的热力学和动力学挑战是如何被攻克的，书中是否能提供一些深入的工程图解或实验数据支撑。遗憾的是，这些偏向“硬核”工程细节的部分，似乎被一笔带过了，取而代之的是对可持续发展目标（SDGs）的引用和对绿色化学十二原则的重复阐述。对于一个希望将理论知识迅速转化为实际生产力提升的工程师来说，这种信息密度的分布，多少有些让人感到意犹未尽和失落。

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