Exploring Opportunities in Green Chemistry and Engineering Education pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:National Academies Press

作者:Chemical Sciences Roundtable

出品人:

页数:56

译者:

出版时间:2007-02-23

价格:USD 21.00

装帧:Paperback

isbn号码:9780309103527

丛书系列:

图书标签:

Green Chemistry
Green Engineering
Chemical Education
Engineering Education
Sustainability
Higher Education
Curriculum Development
Environmental Chemistry
Sustainable Engineering
Educational Innovation

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具体描述

Going green is a hot topic in both chemistry and chemical engineering. Green chemistry is the design of chemical products and processes that reduce or eliminate the use and generation of hazardous substances. Green engineering is the development and commercialization of economically feasible industrial processes that reduce the risk to human health and the environment. This book summarizes a workshop convened by the National Research Council to explore the widespread implementation of green chemistry and chemical engineering concepts into undergraduate and graduate education and how to integrate these concepts into the established and developing curricula. Speakers highlighted the most effective educational practices to date and discussed the most promising educational materials and software tools in green chemistry and engineering. The goal of the workshop was to inform the Chemical Sciences Roundtable, which provides a science-oriented, apolitical forum for leaders in the chemical sciences to discuss chemically related issues affecting government, industry, and universities.

好的，这是一本关于绿色化学和工程教育的图书简介，内容详实，不涉及您提及的书名及其具体内容。 --- 书名：可持续发展的化学与工程前沿：跨学科教育的革新与实践书籍简介本书深入探讨了在当前全球环境挑战日益严峻的背景下，化学与工程教育领域所面临的深刻变革需求，并致力于构建一套面向未来、以可持续发展为核心的跨学科教育框架。我们不再满足于传统的、偏重于“末端治理”的教学模式，而是力求在化学反应的分子层面、工程系统的宏观设计层面，全面植入“本质安全”与“环境友好”的理念。第一部分：时代背景与教育范式的转型本书首先剖析了21世纪化学工业与工程领域所肩负的重大责任。气候变化、资源枯竭和污染物积累已成为制约人类社会进步的关键瓶颈。传统的化学合成往往依赖不可再生资源，产生大量有害副产物和高能耗过程。面对这一严峻形势，教育必须先行一步，培养出不仅精通专业知识，更具备深厚环境伦理和系统思维的未来工程师与科学家。我们详细阐述了教育范式从“线性经济思维”向“循环经济思维”转变的必要性。这要求教学内容不仅涵盖反应机理和设备操作，更要强调生命周期评估（LCA）、资源效率最大化以及废物最小化设计。本书系统性地回顾了过去二十年间，全球领先学术机构在整合可持续性原则到核心课程中所进行的探索和实践，指出了当前课程设置中存在的知识断层和能力短板。第二部分：绿色化学核心理念的深度教学本书的核心内容聚焦于如何将“绿色化学十二原则”真正内化为教学实践的基石。我们超越了简单罗列原则的层面，深入探讨了如何将这些原则融入具体的化学反应设计、催化剂选择和溶剂替代方案中。原子经济性的量化与优化：详细介绍了如何使用先进的计算工具和实验方法，对现有工业过程的原子经济性进行精确评估，并提供了多种提高原子利用率的创新策略，如多相催化、酶催化以及光催化在温和条件下的应用。安全溶剂与反应介质的创新：探讨了超临界流体（如$ ext{scCO}_2$）、离子液体以及水相反应作为传统有机溶剂替代品的潜力与挑战。本书特别关注了在教学实验室中安全、经济地引入这些新型介质的方法。能源效率与反应工程：论述了如何将热力学和动力学原理与能源最小化目标相结合。内容涵盖了微反应器技术、流动化学（Flow Chemistry）在实现精确温度和压力控制，从而提高选择性和降低能耗方面的应用。第三部分：可持续工程设计与系统思维绿色化学的成果必须通过高效、安全的工程系统得以实现。本部分将焦点从分子层面扩展到宏观的工厂设计与工艺集成。过程强化（Process Intensification, PI）： PI是实现可持续工程的关键路径。书中通过多个案例研究，展示了如何利用模块化设计、集成反应与分离单元等技术，显著减小设备体积、缩短反应时间，并提高本质安全性。生命周期评估（LCA）的教学整合：强调了LCA作为决策工具的重要性。我们提供了一套完整的教学模块，指导学生如何从原材料获取到最终废弃处理的每一个环节进行量化分析，避免“绿色转移”（Green Shifting）——即在一个环节改善而导致另一个环节恶化的问题。工业共生与循环经济实践：探讨了如何将一个工厂的废弃物视为另一个工厂的原料，构建区域性的工业生态系统。这要求工程教育必须打破学科壁垒，与供应链管理、经济学原理紧密结合。第四部分：跨学科教学方法与评估体系成功的绿色化学与工程教育需要创新的教学方法来培养学生的批判性思维和解决复杂问题的能力。基于项目的学习（PBL）的实施：本书提供了多个真实世界的PBL案例，例如“设计一个生物降解塑料的合成与规模化生产过程”，要求学生综合运用化学合成、反应工程、经济可行性和环境影响评估等知识。数字化工具在教学中的应用：介绍了现代计算化学、分子模拟软件以及过程模拟工具（如Aspen Plus的特定模块）如何辅助学生在低风险环境下探索绿色替代方案。评估体系的重构：提出了超越传统考试的评估标准，侧重于对学生系统思维能力、伦理判断能力以及跨领域沟通能力的考察。结论：面向未来的教育蓝图本书最终描绘了一幅宏大的教育蓝图：培养新一代的化学家和工程师，他们不仅是技术专家，更是可持续发展的倡导者和创新者。通过本书的理论阐述与实践指导，教育工作者将获得一套全面、前沿的工具集，以应对全球可持续性挑战，确保化学与工程的进步真正服务于人类与地球的长远福祉。本书适合高等院校的化学、化工、环境工程等相关专业的教师、课程设计者，以及致力于提升自身可持续发展能力的行业专业人士参考。