Handbook of Stable Isotope Analytical Techniques Vol II pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Elsevier Science Ltd

作者:de Groot, Pier A.

出品人:

页数:1398

译者:

出版时间:2008-12

价格:$ 215.00

装帧:HRD

isbn号码:9780444511157

丛书系列:

图书标签:

• Stable Isotopes
• Isotope Analysis
• Analytical Chemistry
• Geochemistry
• Environmental Science
• Biogeochemistry
• Mass Spectrometry
• Tracing
• Handbook
• Scientific Reference

专著：《现代分离科学与技术前沿进展》内容简介 本书旨在系统梳理和深入探讨二十一世纪以来分离科学与技术领域取得的重大突破、新兴理论框架以及面向工业和环境应用的前沿技术路线。 它不仅是一部技术手册，更是一部引领未来研究方向的综述性著作，特别关注那些对传统分离范式构成颠覆性或显著改进的创新方法。 本书的理论深度和广度超越了传统意义上的单元操作介绍，聚焦于高通量、高选择性、低能耗以及可持续性分离过程的设计与实现。全书结构严谨，共分为六个主要部分，囊括了从基础物理化学原理到尖端工程应用的完整链条。 --- 第一部分：分离科学的理论基础与计算模拟 本部分侧重于为理解和优化复杂分离过程提供坚实的理论支撑。它不再局限于经典的传质、传热理论，而是深入探讨了基于量子力学和分子动力学模拟的界面现象与特异性相互作用。 1.1 亚微米尺度下的分子识别与传输动力学： 详细阐述了在纳米孔道、二维材料表面以及受限空间内，分子如何表现出与宏观世界截然不同的输运行为。讨论了离子筛分、分子拥挤效应（Molecular Crowding）对扩散系数和选择性的调控机制。重点分析了基于电动力学（Electrokinetic Phenomena）的超快速分离方法，例如微流控芯片中电渗流与电泳的协同作用。 1.2 计算分离科学（Computational Separation Science）： 探讨了利用高精度第一性原理计算（DFT）和粗粒化模型（Coarse-Graining Models）来预测新型吸附剂和膜材料的性能。内容涵盖了高通量虚拟筛选的流程设计、反应性分子动力学（ReaxFF）在模拟吸附/脱附过程中的应用，以及如何将计算结果有效转化为工程参数。 --- 第二部分：先进膜分离技术的新范式 本部分全面覆盖了超越传统反渗透和纳滤的新一代膜技术，强调功能化和结构精确控制。 2.1 零能耗和低能耗膜技术： 集中讨论了正渗透（Forward Osmosis, FO）技术在水处理和盐水淡化中的优化策略，包括新型双层或复合层膜的构建、以及如何有效克服浓差极化问题。此外，对膜蒸馏（Membrane Distillation, MD）的疏水性调控、抗污染涂层开发进行了深入分析。 2.2 仿生与响应性膜系统： 介绍了模仿生物体选择性通道（如水通道蛋白）的仿生膜的设计原理和制备工艺。重点阐述了环境响应性材料（如pH敏感聚合物、光响应性分子）在构建智能可调分离界面中的应用，实现对分离性能的动态控制。 2.3 气体分离的超薄层与金属有机框架（MOFs）膜： 详细解析了如何利用原子层沉积（ALD）技术制备厚度在纳米尺度以下的超薄膜，以克服膜分离中普遍存在的“选择性-渗透性”之间的权衡。MOFs膜部分，重点讨论了晶体生长控制、缺陷修补技术，以及如何通过孔道尺寸工程实现特定小分子气体（如CO2/CH4, 烯烃/烷烃）的高效分离。 --- 第三部分：色谱与层析技术向超高通量与选择性发展 本部分关注色谱技术在复杂混合物分离中的极限拓展，特别是面向生物制药和痕量分析的需求。 3.1 模拟移动床与反应分离耦合： 深入探讨了复杂多组分体系中模拟移动床（SMB）操作的优化算法，包括解耦策略和多级串联系统的设计。重点介绍了将化学反应或生物转化直接耦合到层析过程中的反应-分离集成技术（Reactive Separation），以处理热力学平衡限制的反应。 3.2 颗粒床的工程化挑战： 针对新型高比表面积填充剂（如核壳结构颗粒、多孔碳微球）的制备，分析了其在提高载量和缩短传质时间的优势。讨论了液相色谱-质谱联用（LC-MS）分离流程的自动化与前处理集成化。 3.3 超临界流体色谱（SFC）的应用拓展： 阐述了SFC在手性分离和药物杂质分析中的独特优势，并讨论了如何通过改变共溶剂比例和压力梯度来精细调控分离选择性。 --- 第四部分：吸附与萃取的绿色化与智能化 本部分聚焦于开发环境友好型介质和过程，以取代传统上使用大量有机溶剂的传统萃取方法。 4.1 新型功能化吸附材料的理性设计： 详细介绍了共价有机框架（COFs）、高熵合金和离子液体基吸附剂在特定污染物（如重金属离子、持久性有机污染物）去除中的性能表现。讨论了吸附剂的再生循环性评估标准。 4.2 离子液体与深共晶溶剂（DESs）在萃取中的应用： 深入分析了离子液体作为“可设计溶剂”的优势，特别是在萃取高价值天然产物或难溶性盐类中的机理。探讨了DESs的低成本、低毒性优势及其在生物质预处理和污染物去除中的潜力。 4.3 电化学调控的萃取过程： 介绍了通过施加外部电场或电化学反应来动态控制萃取剂或溶剂相性质的新兴技术，实现对萃取效率和选择性的实时调控。 --- 第五部分：工业分离过程的放大与优化 本部分将视角从实验室转向工业生产，关注过程的可靠性、经济性和安全性。 5.1 过程强化（Process Intensification）中的分离技术： 讨论了将分离单元与其他单元操作（如反应器、换热器）紧密耦合的集成化设计，如反应精馏、反应萃取。强调了如何利用过程模拟软件（如Aspen Plus, gPROMS）对复杂集成系统进行稳态和动态优化。 5.2 连续化制造与分离： 探讨了制药和精细化工领域向连续流操作转型的趋势，重点分析了连续层析、连续结晶以及微通道反应器在实现高纯度产品稳定产出中的作用。 5.3 过程分析技术（PAT）在分离中的集成： 阐述了如何利用在线光谱技术（如拉曼、近红外）和传感器技术对分离过程中的关键质量属性（CQA）进行实时监测和反馈控制，以确保批次间的一致性。 --- 第六部分：新兴领域的交叉分离挑战 本部分探讨了分离科学在应对全球性挑战（如能源、环境和生物技术）中的关键作用。 6.1 能源领域的分离需求： 聚焦于氢气的纯化与储存、燃料电池的废水处理，以及从复杂燃料源（如页岩气、生物原油）中分离高价值组分的技术路线。特别讨论了碳捕集与封存（CCS）中新型吸收剂和膜接触器的性能评估。 6.2 生物分离工程的前沿： 深入分析了单克隆抗体（mAb）、核酸药物等生物大分子的高分辨率分离纯化技术。内容包括预测性层析模型在放大生产中的应用，以及新型亲和层析介质的表面化学修饰。 6.3 废弃物资源化（Waste Valorization）： 探讨了从城市垃圾渗滤液、工业废水及废弃塑料中回收关键元素（如稀土、磷、贵金属）的分离策略，强调了环境友好的溶剂体系和膜技术在闭环经济中的作用。 --- 结论： 《现代分离科学与技术前沿进展》为研究人员、工程师和政策制定者提供了一个全面、深入且极具前瞻性的参考框架。它不仅系统总结了过去二十年的核心进展，更重要的是，指明了未来十年内分离科学在应对资源短缺和环境可持续性挑战中的发展方向。本书的深度和广度，使其成为理解和推动下一代分离技术创新的必备工具书。

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