化工工艺概论 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:化学工业出版社

作者:李贵贤等

出品人:

页数:142

译者:

出版时间:2002-7

价格:16.00元

装帧:

isbn号码:9787502536497

丛书系列:

图书标签:

• 化工原理
• 化工工艺
• 化学工程
• 工业化学
• 流程工业
• 化工基础
• 工艺设计
• 传热传质
• 化学反应工程
• 分离工程

现代生物技术在环境保护中的应用 内容提要： 本书系统阐述了现代生物技术，特别是基因工程、分子生物学、微生物工程和细胞工程等前沿技术，在解决当前全球面临的重大环境问题中所展现出的巨大潜力和应用前景。全书内容涵盖了生物修复重金属和有机污染物的技术原理、生物能源的生产与转化、生物降解材料的开发、以及生物传感器在环境监测中的应用等多个核心领域。本书力求深入浅出地介绍复杂的生物学概念，并结合大量的工程实例和案例分析，为环境科学、生物工程、化学工程等相关领域的科研人员、工程师以及高等院校师生提供一本兼具理论深度和实践指导价值的专业参考书。 --- 第一章：绪论：环境挑战与生物技术的崛起 本章首先对当前人类社会面临的严峻环境挑战进行了全面梳理，重点分析了化学污染（持久性有机污染物、重金属）、能源短缺和气候变化等关键问题。随后，引入现代生物技术作为解决这些挑战的“绿色革命”力量。生物技术，尤其是自20世纪末以来在分子水平上的突破，为我们提供了前所未有的工具箱，用以设计和改造自然界中的生命系统，使其高效、特异性地服务于环境治理。本章将界定生物技术在环境工程中的核心地位，并简要概述基因组学、蛋白质组学等“组学”技术为环境生物技术带来的新机遇。 第二章：微生物在环境修复中的基础作用与分子机制 环境修复的基石在于微生物。本章深入探讨了自然界中各类微生物（细菌、真菌、藻类）参与物质循环和污染物降解的生理生化途径。重点解析了微生物如何通过酶促反应（如氧化还原反应、水解反应）将有毒物质转化为无害物质。 2.1 微生物降解机理： 详细介绍脂肪族、芳香族化合物的降解途径，如β-酮酸氧化途径、漆酶（Laccase）和过氧化物酶（Peroxidase）在难降解污染物（如多环芳烃、染料）脱色和矿化过程中的关键作用。 2.2 基因调控与代谢工程： 阐述环境因子（如pH、温度、底物浓度）如何调控微生物降解酶的表达。引入代谢工程的概念，介绍如何通过基因编辑技术（如CRISPR-Cas9）对微生物的代谢通路进行定向改造，以提高其对特定污染物的降解效率和耐受性。 第三章：生物修复技术：重金属与有机污染物的治理 本章是全书的实践核心，详细介绍了基于生物系统的环境治理技术。 3.1 生物吸附与富集： 探讨利用微生物细胞壁、真菌菌丝体或藻类表面官能团对水体中镉（Cd）、铅（Pb）、砷（As）等重金属离子的选择性吸附机制。分析影响吸附效率的物理化学因素，并介绍了负载型生物吸附剂的制备工艺。 3.2 生物淋洗与植物修复（Phytoremediation）： 详细区分了植物提取（Phytoextraction）、植物稳定化（Phytostabilization）和植物降解（Phytodegradation）三种策略。重点分析了转基因技术在增强植物对污染物吸收能力和耐受性方面的研究进展，特别是对超富集植物（Hyperaccumulators）的分子机制探索。 3.3 生物强化与生物刺激： 针对土壤和地下水有机污染，阐述如何通过接种外源高效降解菌株（生物强化）或添加营养物质、电子供体/受体（生物刺激）来激活和加速环境中原位微生物的降解活性。 第四章：生物技术在环境能源领域的创新应用 环境问题与能源危机紧密相连。本章聚焦于利用生物系统生产可持续能源的技术。 4.1 生物燃料的“第二代”与“第三代”： 区别于传统的第一代生物燃料（玉米乙醇），本章重点分析了利用非粮生物质（如木质纤维素）通过酶水解和高效发酵生产第二代生物乙醇的技术瓶颈与突破。同时，深入探讨第三代生物燃料——微藻生物柴油的培养、脂质积累调控及高效提取工艺。 4.2 生物制氢技术： 比较了光合细菌、产氢古菌在生物光解水制氢和有机物发酵制氢过程中的代谢调控。分析了提高产氢速率和产氢效率的工程化挑战。 4.3 厌氧消化与沼气升级： 详细介绍厌氧消化的多阶段反应器设计，以及如何利用微生物协同作用提高有机废弃物向沼气转化的效率。探讨了沼气脱硫、脱碳及甲烷分离提纯为生物天然气的技术路线。 第五章：环境监测与生物传感器技术 精准、实时的环境监测是污染控制的前提。本章介绍了利用生物活性分子和细胞系统构建高灵敏度、高选择性环境传感器的技术。 5.1 基因工程在传感器中的应用： 阐述如何构建报告基因系统（Reporter Gene System），利用荧光蛋白或酶活性变化来实时指示特定污染物（如内分泌干扰物、重金属离子）的存在和浓度。 5.2 生物膜电极与酶传感器： 介绍了固定化酶或全细胞作为识别元件，结合电化学、光学或质量敏感型传感器平台，实现对水体中特定有机毒物或生物耗氧量（BOD）的快速检测。 5.3 宏基因组学在环境健康评估中的作用： 探讨利用高通量测序技术分析环境样本中的微生物群落结构，揭示污染物对生态系统的影响，并鉴定潜在的生物修复功能基因。 第六章：生物基材料与环境友好型化学品 本章着眼于如何用生物技术替代传统的石油基化学品生产，实现循环经济。 6.1 可降解生物塑料（PHA/PLA）： 详细对比聚羟基脂肪酸酯（PHA）和聚乳酸（PLA）的合成机理、聚合控制和材料性能。讨论了如何通过底物工程和菌种选育，优化PHA的生产成本和分子量分布。 6.2 生物表面活性剂与生物絮凝剂： 介绍利用微生物发酵生产的表面活性剂（如鼠李糖脂）在油田开采、土壤修复和废水处理中替代传统化学品的优势。分析生物絮凝剂在水处理中替代聚丙烯酰胺等高分子絮凝剂的应用潜力。 结论与展望 本书最后总结了现代生物技术在环境工程领域取得的显著成就，并前瞻性地指出了未来研究和产业化的主要方向，包括：新型合成生物学工具对环境微生物的设计优化、生物催化剂的规模化生产、以及生物技术与人工智能、大数据分析的深度融合，以期构建更加智能、高效、可持续的环境管理体系。

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说实话，我一开始还担心内容会过于学术化，让人望而却步，但实际阅读后发现，作者的表达方式简直是化腐朽为神奇。他善于使用生动的类比和贴近生活的例子来解释那些抽象的物理化学概念。比如，在解释传质阻力时，作者将管道中的分子运动比喻成一场拥挤的交通堵塞，瞬间就让人抓住了核心矛盾点。这种教学方法的创新性，极大地降低了初学者的学习门槛，使得复杂的热力学和动力学原理不再是遥不可及的数学模型，而是可以被直观感受到的物理现象。此外，书中对实验数据处理和误差分析的讲解也特别到位，不是简单地给出几个公式，而是详细阐述了从测量到建模过程中可能出现的陷阱和规避策略。这种强调“实操性”和“批判性思维”的写作风格，非常适合那些需要将课堂知识快速转化为工作技能的实践型人才。读完这一部分，感觉自己仿佛多了一个经验丰富的导师，随时在耳边指导你如何辨别数据真伪，如何在高不确定性的工程环境中做出合理的工程判断。

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我这次阅读的体验，更像是一次对化工历史与未来趋势的深度对话。这本书的笔触非常细腻，它没有回避行业发展中那些充满挑战和争议的阶段，反而将其作为理解当下技术进步的基石。作者对于早期化工先驱们筚路蓝缕的探索过程的描述，充满了人文关怀和敬意，让人在学习技术原理的同时，也能感受到科学发展背后的激情与执着。更令人惊喜的是，书中对“绿色化学”和“可持续发展”的探讨，不是流于表面的口号，而是深入到工艺流程再造和新型反应介质开发的具体实践中。我尤其欣赏作者在讨论新旧技术更迭时的客观态度，既肯定了成熟工艺的可靠性，也毫不保留地指出了其局限性，并前瞻性地展望了生物化工、微反应器技术等新兴领域的前景。这种站在历史的高度审视行业现状，并对未来发展进行审慎预判的视角，使得整本书的格局一下子打开了，不再局限于单一的技术手册范畴，而上升到了一种关乎社会责任和能源战略的高度。对于刚步入行业的新人来说，这本书能帮助他们树立正确的、长远的职业视野。

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这本书最让我印象深刻的是它对于“工艺优化”那一环的深度挖掘。它没有停留在教科书上那些理想化的等温、等压反应条件，而是直面了真实工业生产中常见的“非理想化”状态。例如，对搅拌效率在不同粘度介质中的变化规律，以及由此带来的局部过热和副反应增加的连锁反应，进行了细致入微的分析。作者在设计优化案例时，仿佛在进行一场精密的“逆向工程”，从最终的产品质量和成本控制出发，反向追溯到反应釜的几何结构、进料速率的微小调整对整个生产批次的影响。这种自下而上的分析逻辑，展现了极高的专业水准。阅读这些章节时，我常常需要停下来，对照我过去工作中遇到的实际问题，惊叹于作者竟然能将那些看似分散、偶然的工艺波动，统一纳入到一个严谨的理论框架下进行解释和预测。它提供的工具箱里装满了应对“黑天鹅”事件的预案，是技术人员应对突发状况的宝贵精神财富。

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这部作品读完后，我有一种被彻底颠覆了对“理论如何指导实践”的固有认知的震撼感。作者似乎没有拘泥于传统教材那种枯燥的公式堆砌和原理罗列，而是将那些复杂的化学反应和工程设计，如同庖丁解牛般，层层剥开，展现了其内在的逻辑美感。尤其是在描述那些大型化工装置的流程设计时，那种如同精密仪器般严丝合缝的衔接和优化思路，让人不得不惊叹于人类智慧的结晶。我记得有几个章节专门探讨了反应器选型和分离过程的耦合优化，简直是一场视觉和思维上的盛宴。它不是简单地告诉你“应该怎么做”，而是深入剖析了“为什么这样做是最高效、最经济的选择”，其中对能耗平衡和物料循环的精妙设计，体现了作者深厚的行业洞察力。这本书的叙述节奏把握得极佳，从宏观的工厂布局到微观的催化剂选择，过渡自然流畅，仿佛带领读者进行了一次沉浸式的虚拟工厂参观，每一个环节的决策都有理有据，充满了说服力。对于想真正理解现代化工产业运作脉络的工程人员来说，这无疑是一本极具启发性的指南，它教会我们的远不止是技术本身，更是一种系统性的、解决复杂工程问题的思维方式。

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我必须承认，这本书的阅读体验是充满挑战性的，但这种挑战恰恰来源于其内容的广度与深度兼具的特性。它在涉及特定单元操作的描述时，往往会跨越多个学科的边界，比如在讨论高压聚合反应时，会自然地引入流体力学中的湍流模型，紧接着又深入到材料科学中关于聚合物链段构象的影响。这种跨学科的整合能力，使得读者必须调动起多个知识模块进行协同思考。我个人尤其欣赏作者在收尾部分对“工程伦理”和“安全管理”所占的篇幅。作者非常强调，化工工艺的本质是以人类的福祉为依归，因此，任何技术上的先进性都必须服从于本质安全的要求。书中对HAZOP分析方法的介绍，不仅仅是流程介绍，更是将安全思维融入到工艺设计DNA中的具体指导。这种对技术责任的强调，让这本书的价值超越了单纯的技术指导，成为了引导从业者树立正确职业观的一面镜子，它告诉我们，最完美的工艺，永远是那个既高效又绝对安全、对环境影响最小的工艺。

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