有机合成单元过程

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出版者:化学工业
作者:田铁牛
出品人:
页数:254
译者:
出版时间:2005-4
价格:27.00元
装帧:
isbn号码:9787502567699
丛书系列:
图书标签:
  • 有机合成
  • 单元过程
  • 化工原理
  • 化学工程
  • 反应工程
  • 分离工程
  • 工业催化
  • 精细化工
  • 过程强化
  • 绿色化学
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具体描述

《有机合成单元过程》是高职院校精细化工专业教材,该教材从精细化工行业有机合成岗位群的需要出发,按照有机合成单元反应分类,重点介绍有机合成中常用硝化、磺化、卤化、氧化与还原、重氮化与重氮基转化、氨解与芳胺基化、羟基化、酰化、烷基化、缩合等单元反应,并结合生产实际和实例,讨论单元过程的影响因素和一般技术。《有机合成单元过程》,也可供中等职业学校精细化工及相关专业的教师与学生参考,或做相关企业员工的培训教材。

好的,这是为您准备的一份不包含《有机合成单元过程》内容的、详细的图书简介: --- 《现代催化原理与应用:从基础理论到工业实践》 作者: [此处可填写真实作者姓名或专业人士团队] 出版信息: [此处可填写真实出版社名称,例如:科学技术出版社] ISBN: [此处可填写真实ISBN号] --- 内容概述 《现代催化原理与应用:从基础理论到工业实践》是一部全面而深入的专著,旨在系统梳理和阐述当代催化科学领域的核心概念、前沿进展及其在关键工业过程中的实际应用。本书紧密围绕“催化”这一横跨化学、材料学、工程学和能源科学的交叉学科,力求在理论深度与工程实用性之间取得完美的平衡。全书结构严谨,逻辑清晰,从微观尺度的反应机理深入到宏观尺度的反应器设计与优化,为化学、化工、材料、环境等相关专业的学生、研究人员及工业界工程师提供了一部不可或缺的参考资料。 本书内容涵盖了均相催化、多相催化、光催化、电催化以及生物催化等五大核心分支,重点突出了新型催化剂的设计理念、活性位点的表征技术以及催化过程的绿色化与可持续发展方向。 --- 详细章节结构与核心内容 第一部分:催化科学的理论基石 (The Theoretical Foundations of Catalysis) 第1章 催化作用的基本概念与热力学/动力学基础 本章首先界定了催化剂的定义、分类及其在化学反应中的角色。详细讨论了催化循环的能量学特征,如活化能的降低机制,并引入了过渡态理论、表面吸附理论等经典模型。内容强调了催化反应速率常数、选择性与转化率之间的定量关系。 第2章 催化剂的微观结构与电子态 深入探讨了催化剂的结构敏感性,包括晶体缺陷、晶面效应、孔结构(介孔、微孔)对催化性能的影响。重点介绍了密度泛函理论(DFT)等计算化学方法如何用于预测和理解活性位点的电子结构、电荷转移机制以及底物-催化剂界面的相互作用能。 第3章 表面科学与吸附/脱附动力学 这是理解多相催化反应的基石。本章详细阐述了Langmuir、Temkin等吸附等温线模型,并讨论了温度、压力对气体分子在固体表面吸附强度和覆盖度的影响。引入了Eley-Rideal和Langmuir-Hinshelwood机理,分析了竞争性吸附对反应路径的控制作用。 第二部分:核心催化体系的深入解析 (In-Depth Analysis of Core Catalytic Systems) 第4章 多相催化剂的制备与表征 本章聚焦于负载型、金属氧化物、分子筛等主流多相催化剂的制备技术,如浸渍法、共沉淀法、溶胶-凝胶法。着重介绍了先进的表征技术,包括高分辨透射电镜(HRTEM)、X射线光电子能谱(XPS)、X射线衍射(XRD)以及原位/非原位傅里叶变换红外光谱(DRIFTS)在确定活性物种和表面物种方面的应用。 第5章 均相催化:机理、配体效应与手性合成 详述了过渡金属催化剂(如Pd, Rh, Ru)在均相体系中的作用,重点分析了氧化加成、还原消除、插入等关键步骤。特别关注了配体设计的重要性,如膦配体、N-杂环卡宾(NHC)配体如何调控催化剂的电子特性和空间位阻,从而实现高选择性转化,并提供了不对称催化反应的经典案例。 第6章 新兴催化领域:光催化与电催化 本章拓展了传统热催化之外的驱动方式。详细介绍了半导体光催化剂(如TiO2, g-C3N4)的能带结构、载流子分离机制及其在环境净化和太阳能燃料转化中的应用。在电催化方面,聚焦于析氢反应(HER)、析氧反应(OER)以及二氧化碳还原反应(CO2RR)中新型电极材料的设计与性能优化。 第三部分:催化过程的工程化与工业应用 (Engineering and Industrial Applications) 第7章 催化反应器设计与过程强化 将催化理论应用于工程实践。详细比较了固定床、流化床、鼓泡床等不同反应器类型的优缺点及其适用范围。深入探讨了反应器中的传质与传热限制,并介绍了微通道反应器、反应精馏等过程强化技术如何提高催化效率和安全性。 第8章 催化剂的失活、再生与寿命预测 催化剂的长期稳定性是工业经济性的关键。本章系统分析了催化剂失活的主要机制,包括积碳、烧结、毒化和浸出。提出了多种催化剂原位再生策略和寿命预测模型,为催化剂的运行维护提供科学依据。 第9章 绿色化学与可持续催化 面向未来可持续发展的要求,本章探讨了溶剂效应(如使用离子液体、超临界流体)、负载型生物酶催化以及非贵金属催化剂(如Fe, Co, Ni基催化剂)在替代传统昂贵或有毒催化剂中的潜力。强调了原子经济性原则在催化反应设计中的重要性。 --- 本书的特色 1. 理论与实践的无缝衔接: 本书不仅阐述了复杂的量子化学计算结果,更将其与实际的反应器操作条件和工业产率直接关联。 2. 前沿性强: 紧跟催化科学的最新热点,如单原子催化(SACs)、金属有机框架(MOFs)在催化中的应用,以及人工智能在催化剂筛选中的辅助作用。 3. 图表丰富: 包含大量清晰的反应机理图、结构示意图、实验数据拟合图和工业流程示意图,便于读者理解抽象概念。 4. 案例导向: 每章末尾均附有基于实际工业需求的典型案例分析,展示了催化原理是如何解决实际生产难题的。 《现代催化原理与应用》是化学工程、应用化学、能源科学等领域专业人士提升专业素养和解决实际工程问题的权威指南。 ---

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读后感

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坦白说,我对化学工程类的书籍通常抱有一种敬而远之的态度,总觉得它们过于偏重物理模型而牺牲了对化学本质的关注。然而,这本书成功地打破了这种刻板印象。它在处理单元操作时,始终没有忘记背后的化学转化逻辑。比如,在介绍结晶过程时,它不仅仅讨论了过饱和度的曲线,还深入探讨了晶型(Polymorphism)对药物生物利用度的影响,以及如何通过控制降温速率或加入特定“助晶剂”来定向获得所需晶型。这种对化学细节的尊重与工程手段的融合,使得全书的论述既有深度又不失广度。对于我这种背景偏向于有机合成的科研人员来说,它极大地拓宽了我对“合成”这个词的定义——合成不仅仅是分子键的形成,更是一个可控、高效、环境友好的物质转化过程。它促使我去思考,我合成出的分子,如何在工程上被“有效率地生产”出来。

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这本手册的结构安排堪称经典,它采取了一种由宏观到微观,再由理论到实践的递进方式,非常符合学习者的认知规律。初读时,我以为它会像很多教科书那样,堆砌大量晦涩的公式,但事实是,作者非常巧妙地将热力学、动力学基础与实际操作案例紧密结合。例如,在讨论分离技术时,它没有简单地罗列各种色谱或萃取方法,而是详细分析了在特定温度和压力区间内,目标产物与杂质的相平衡数据是如何影响下游纯化成本和效率的。我尤其欣赏它对“过程分析技术”(PAT)的引入,强调了实时监控和反馈控制在确保产品质量均一性中的核心作用。作者引用了多个跨国制药公司或农化企业的真实案例,这些“内部视角”的分享,让原本枯燥的工艺流程变得生动起来,也让我们看到了行业内最前沿的质量控制标准是如何落地的。对于希望从研发走向生产的人来说,这本书提供的工具箱是无可替代的。

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这本书给我最大的启发在于它展示了化学工艺开发中的迭代与优化哲学。它不是一步到位的完美方案,而是充满了试错、修正与精进的过程。书中对几种经典反应(如氢化、硝化、卤代)的工艺演变历史进行了梳理,清晰地展示了从早期的简单批次反应,如何一步步演变为高度自动化的、集成化的连续生产线。尤其对催化剂的筛选和稳定性的考察,体现了长周期运行的考量,这在实验室里是很难观察到的。作者在描述这些流程时,语言风格沉稳、逻辑严密,仿佛带领读者亲临一座大型化工厂的控制室。它不仅教会了我们“如何做”(How-to),更教会了我们“为什么这样做”(Why),这种对内在机理的深挖,远超出了基础化学工程的范畴,直接触及了工艺经济学和长期运营策略的核心。对于未来想要从事工艺开发或技术转让工作的人来说,这本书是必不可少的精神财富。

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阅读这本书的体验非常扎实和耐人寻味,它更像是一本行业前辈留下的经验宝典,而不是一套冰冷的学术标准。其中一个显著的特点是,它对“绿色化学”原则在工业合成中的具体体现给予了大量的篇幅。作者没有用空洞的口号来呼吁环保,而是通过量化的指标——原子经济性(Atom Economy)、E-Factor(环境因子)——来衡量现有工艺的不足,并提供了改进的思路,比如如何设计更具催化效率的体系,如何有效地回收和再利用溶剂。这对于我们当前面临的环保压力和可持续发展目标来说,是非常及时的指导。此外,书中对“失控反应”(Runaway Reactions)风险评估和安全设计的讨论,语气非常审慎且务实,清晰地指出了哪些操作条件是绝对的红线,以及应该如何设计多重冗余的安全保护系统。这部分内容读起来让人倍感敬畏,也更深刻地理解了工业生产的责任所在。

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这本书的内容真的让人大开眼界,尤其是在探讨现代精细化工领域中那些复杂反应的放大和优化方面。我之前一直对如何将实验室里那些漂亮的、高选择性的转化成功地搬到工业规模上感到困惑,这本书简直就是一本实用的“桥梁”。它没有停留在理论的空中楼阁,而是深入剖析了从原料预处理到最终产品分离纯化,每一个环节中可能遇到的工程学挑战。特别是关于反应器设计与流体力学特性的章节,作者用极其直观的方式解释了如何通过调整搅拌速度、进料方式乃至反应器几何形状来控制停留时间分布和传质效率,这对于提高收率和降低能耗至关重要。我记得有一部分专门讲了连续流化学(Flow Chemistry)在某些高危反应中的应用,对比了传统釜式反应的局限性,那种对安全性和可控性的极致追求,体现了作者深厚的工程实践背景。读完后,我感觉自己对“过程放大”(Scale-up)这个过去听起来很玄乎的词汇,有了非常清晰、可操作的理解框架。它不仅是化学知识的堆砌,更是一种系统性的工程思维的培养。

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