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出版者:国防工业出版社

作者:魏荣宝

出品人:

页数:242

译者:

出版时间:2006-12

价格:27.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787118048452

丛书系列:

图书标签:

• 绿色化学
• 环境科学
• 化学工程
• 可持续发展
• 环境污染
• 化学工艺
• 环境友好
• 生态化学
• 清洁生产
• 资源利用

《工业催化剂的创新与应用：面向可持续生产的挑战与机遇》 图书简介 在当今世界，工业生产的效率与环境友好性之间的平衡已成为衡量技术进步的关键标准。传统的化学合成路线往往伴随着高能耗、高污染以及不可再生的原料依赖，这与全球追求可持续发展的宏伟目标背道而驰。本书《工业催化剂的创新与应用：面向可持续生产的挑战与机遇》正是基于这一时代背景而撰写的一部深度聚焦于催化科学前沿及其工业化实践的专业著作。 本书旨在全面梳理和深入剖析当代工业催化剂领域最前沿的研究进展、关键技术瓶颈以及未来发展方向。我们摒弃了对基础化学原理的冗余阐述，而是将焦点紧密锁定在如何通过催化技术的革命性突破，实现化学工业的绿色化、高效化和智能化转型。全书内容组织严谨，逻辑清晰，兼具理论深度与工程实用性，是化学工程师、材料科学家、环境工程师以及相关领域研究人员不可或缺的参考工具书。 --- 第一部分：催化科学的理论前沿与设计范式 本部分着重于构建理解现代工业催化剂性能的理论框架，并探讨新一代催化剂的设计与制备策略。 第一章：多尺度催化过程的精确调控 本章深入探讨了从原子尺度到宏观反应器的多尺度耦合效应。重点解析了如何利用先进的计算化学模拟（如DFT、AIMD）来预测活性位点的电子结构、几何构象及其对反应选择性的影响。我们详细讨论了表面缺陷工程在提高催化剂活性和稳定性中的核心作用，例如通过引入氧空位、边缘位点或合金化效应来精准调控电子态密度。此外，本章还阐述了如何利用原位/准原位表征技术（如XPS、同步辐射XAFS、高分辨TEM）实时监测催化剂在工作状态下的动态演变，从而指导理性设计。 第二章：新型载体与界面的协同效应 催化剂的性能不再仅仅依赖于活性组分本身，载体材料在电子传递、热管理和结构支撑方面扮演着决定性角色。本章详尽介绍了功能化无机氧化物、碳基材料（如MOF衍生物、石墨烯复合材料）以及新型陶瓷材料作为载体的应用。重点分析了“载体-活性组分”界面的电子耦合机制，阐明了界面效应如何显著影响反应中间体的稳定化和产物离去速率。针对多相催化中常见的烧结和中毒问题，本章提出了基于界面稳定化策略的解决方案。 第三章：单原子催化与超高原子利用率 单原子催化（SACs）代表了人类对原子利用效率的极致追求。本章系统梳理了制备高分散、高稳定性的单原子位点的最新方法，包括原子层沉积（ALD）、配位聚合法和热解法。特别关注了单原子位点在复杂氧化还原反应中的独特反应机理，例如费托合成中C-C偶联的选择性控制，以及在温和条件下活化惰性小分子的潜力。通过对比传统纳米催化剂，本章量化了SACs在降低贵金属使用量和提高单位质量催化剂活性方面的工业潜力。 --- 第二部分：面向关键工业转型的催化技术 本部分聚焦于当前高能耗、高排放的传统化工过程，提出基于先进催化剂的替代性、可持续性解决方案。 第四章：低碳能源转化与储存催化 随着化石能源的逐步退出，如何高效利用非传统能源成为焦点。本章深入探讨了二氧化碳（CO2）的催化转化技术，包括将其转化为甲醇、合成气（Syngas）或高价值烯烃的反应体系。详细分析了光热催化剂（Photo/Thermo Catalysts）在太阳能驱动下实现CO2还原的路径优化。同时，本章也涵盖了甲烷的选择性氧化活化（SaM），旨在绕过高能耗的蒸汽重整过程，直接将天然气转化为液体燃料或化学品，特别关注了铁基或钒基催化剂的最新进展。 第五章：生物质资源的高效催化平台 生物质是唯一可再生的碳源。本章的核心内容在于开发能够应对生物质复杂、含氧结构的催化体系。详细阐述了“一步法”催化剂在纤维素、半纤维素向平台化合物（如羟甲基糠醛HMF、乳酸）转化中的策略。重点分析了酸碱协同催化、金属-氧化物双功能催化剂在脱水、脱羧和氢解反应中的机制。此外，生物质气化后的合成气净化与费托合成耦合技术也被纳入讨论范畴。 第六章：环境催化与污染物深度净化 本章关注于工业废气和废水的催化处理技术。在废气处理方面，详尽介绍了选择性催化还原（SCR）技术中新型非贵金属催化剂（如钒钛基、分子筛基）的开发，旨在解决低温活性差和硫酸盐中毒问题。在水处理方面，重点分析了高级氧化过程（AOPs）中的非均相催化剂，如负载型过渡金属氧化物、类芬顿（Fenton-like）催化剂，用于高效降解难降解有机污染物（如抗生素、内分泌干扰物）。 --- 第三部分：催化剂的工程化与工业实践 本部分将理论研究与工程放大紧密结合，探讨催化剂在实际工业反应器中的挑战与优化。 第七章：反应器设计与催化剂的流体力学行为 催化剂的宏观形态（颗粒大小、形状、孔隙结构）直接决定了其在反应器中的传质与传热性能。本章探讨了结构化催化剂（如蜂窝状、金属泡沫）在提高传质效率和降低压降方面的优势。详细分析了固定床、流化床和浆态床反应器中，催化剂颗粒的扩散限制效应（Pore Diffusion Limitation）以及如何通过孔道结构设计进行抑制。同时，本章也涉及了微反应器技术中催化剂的集成与应用。 第八章：催化剂的稳定化、再生与寿命管理 催化剂失活是工业操作中的主要成本之一。本章系统地分类和剖析了失活机理，包括积碳、烧结、相变和中毒。重点介绍了催化剂在线再生技术（如氧化脱焦、氢处理）的工艺优化，以及开发具有内在抗积碳能力的催化剂设计理念。本章还讨论了利用机器学习模型预测催化剂寿命和优化操作窗口的方法论。 第九章：工业催化剂的经济性评估与可持续性指标 最终，任何工业技术的采纳都取决于其经济可行性与环境效益。本章提供了一套量化的评估框架，包括E-因子（环境因子）、原子经济性、能源强度指标等。通过对几种关键化工过程（如氨合成、丙烯环氧化）的案例分析，本书展示了如何利用先进催化剂技术实现综合成本的降低和可持续发展目标的达成。 --- 结语 《工业催化剂的创新与应用》不仅仅是一部技术手册，更是对未来化学工业发展路径的深度探索。它强调催化剂设计必须是跨学科的、多尺度的，并且必须紧密服务于可持续生产的最终目标。本书的出版，旨在推动学术界与工业界更紧密地合作，加速创新催化技术的商业化进程，为构建更清洁、更高效的全球化学工业体系贡献力量。

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这本书的名字叫做《绿色化学与环境》，光听这个名字，我就被深深吸引了。我一直对我们赖以生存的地球有着浓厚的兴趣，总想着能为环境保护尽一份绵薄之力。最近，我开始接触一些与化学相关的知识，了解到化学在现代社会中扮演着至关重要的角色，但同时，一些传统的化学工艺也对环境造成了不小的压力。所以，当我在书店看到这本《绿色化学与环境》时，立刻觉得它正是我一直在寻找的答案。我期待着这本书能够为我揭示，如何在追求科技进步的同时，最大限度地减少对环境的负面影响。我希望它能教会我一些实用的方法，比如如何选择更环保的材料，如何设计更清洁的生产流程，以及如何更有效地处理和回收废弃物。不仅仅是理论上的探讨，我更希望能看到一些具体的案例分析，了解那些已经在实际中取得成功的绿色化学实践。这本书的名字给我的感觉，是一种积极的力量，一种对未来的期许，仿佛它能带领我走进一个更可持续、更和谐的世界。我迫不及待地想翻开它，去探索那些关于“绿色”与“化学”的奥秘，看看它们是如何携手共创一个更美好的明天。

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我最近开始关注一些社会热点话题，其中“可持续发展”这个词出现频率很高。我总觉得这个概念有点虚，直到我读到《绿色化学与环境》这本书，才真正理解了它的内涵。这本书让我明白，很多看似遥远的问题，其实都与我们的日常生活息息相关，而化学，正是连接我们与环境的关键纽带。我特别喜欢书中关于“生命周期评价”的章节，它教我如何从原材料的开采，到产品的生产、使用，再到最终的废弃，全方位地去考量一个产品对环境的影响。这让我开始重新审视自己身边的各种商品，思考它们的“绿色”程度。书中的一些案例，比如如何利用生物酶来替代传统的化学催化剂，或者如何设计更容易回收利用的包装材料，都给我留下了深刻的印象。这不仅仅是理论上的探讨，更是实实在在的科技进步，而这些进步，正悄悄地改变着我们的生活，也为我们的地球带来了希望。

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我一直对环境问题感到忧虑，尤其是在看到一些关于污染的新闻报道时，心情总是很沉重。我常常思考，作为个体，我们能做些什么来改善现状？《绿色化学与环境》这本书，正好触及了我内心深处的关切。它没有空泛地谈论大道理，而是从更根本的层面，也就是化学工业的源头，来探讨如何实现可持续发展。我非常欣赏书中对于“可持续化学”的定义和原则的阐述，这些原则清晰地指明了方向，让我看到了一个更加光明和可行的未来。书中对一些传统化学工艺的弊端进行了深刻的剖析，同时也对一些创新的绿色化学技术进行了详细的介绍，比如利用可再生资源作为原料，或者开发低毒、低能耗的催化剂等等。这些内容让我耳目一新，也让我对化学这门学科产生了全新的认识。我感觉这本书不仅是一本科普读物，更像是一份行动指南，它鼓励我们从科学的角度出发，去解决现实中的环境问题，去创造一个更加清洁、健康的生活环境。

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我最近偶然间发现了一本叫做《绿色化学与环境》的书，乍一看书名，我以为是那种枯燥的技术手册，但鬼使神差地，我还是把它带回了家。刚开始翻看的时候，我确实有点犯嘀咕，心想这堆积如山的化学方程式和复杂的反应机理，我一个非专业人士哪里看得懂？然而，越看越觉得有点意思。作者似乎并没有把我当成一个完全的门外汉，他用一种相对易懂的方式，将那些高深的理论和概念解释得生动有趣。我印象最深的是其中关于“原子经济性”的章节，过去我总觉得化学反应就是原料变成产品，剩下的就是垃圾，没想到原来还可以设计出让几乎所有原子都转化为有用产品的反应，这简直太神奇了！他还举了好多生活中常见的例子，比如塑料的降解问题，以及一些新型可降解材料的研发，让我意识到，原来我们习以为常的很多东西，背后都有着深刻的化学原理，而绿色化学正在努力让这些原理变得更友好。这本书就像一位耐心的老师，一步步引导我认识化学的另一面，它不仅关乎物质的转化，更关乎我们对地球的责任。

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这本书的名字，初初一听，像是某个学术会议的名称，或者是一份政策报告的摘要，我本来没抱太大的期待。然而，翻开它之后，我才发现自己大错特错了。《绿色化学与环境》这本书，以一种非常接地气的方式，讲述了化学与我们生存环境之间错综复杂的关系。它没有使用艰涩的术语，而是通过一个个生动的故事，一个个引人入胜的案例，向读者展示了化学是如何深刻地影响着我们的生活，以及我们如何通过“绿色”的化学理念，来减轻对自然的负担。我尤其喜欢书中对于“绿色化学十二项原则”的解读，它将复杂的科学理念分解成易于理解的要点，并辅以实际的应用场景，让我对如何实现真正的可持续发展有了更清晰的认识。从减少污染的生产方式，到开发可降解的材料，再到利用可再生能源，这本书为我们描绘了一个更加美好的未来，一个化学与环境和谐共存的未来。它让我觉得，我们每个人，无论身处哪个行业，都可以为这个“绿色”的目标贡献一份力量。

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