Additives and Crystallization Processes pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:

作者:Sangwal, Keshra

出品人:

页数:468

译者:

出版时间:2007-12

价格:433.00 元

装帧:

isbn号码:9780470061534

丛书系列:

图书标签:

Additives
Crystallization
Chemical Engineering
Materials Science
Process Engineering
Pharmaceuticals
Polymers
Colloids
Nucleation
Phase Transitions

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具体描述

Crystal growth technology involves processes for the production of crystals essential for microelectronics, communication technologies, lasers and energy producing and energy saving technology. A deliberately added impurity is called an additive and in different industries these affect the process of crystal growth. Thus, understanding of interactions between additives and the crystallizing phases is important in different processes found in the lab, nature and in various industries. This book presents a generalized description of the mechanisms of action of additives during nucleation, growth and aggregation of crystals during crystallization and has received endorsement from the President of the International Organization for Crystal Growth. It is the first text devoted to the role of additives in different crystallization processes encountered in the lab, nature and in industries as diverse as pharmaceuticals, food and biofuels. A unique highlight of the book are chapters on the effect of additives on crystal growth processes, since the phenomena discussed is an issue of debate between researchers

工业催化剂与材料科学进展一本深入探讨现代催化剂设计、功能化及其在复杂化学转化中应用的权威著作本书系统地梳理了当代催化剂科学的前沿进展，尤其侧重于多相催化体系的理性设计、精确结构控制以及在能源、环境和精细化学品合成中的关键应用。全书内容涵盖了从基础理论到先进实验表征方法的全景式介绍，旨在为化学工程、材料科学、物理化学等领域的研究人员和高级学生提供一个全面、深入的学习资源。第一部分：催化剂设计的理论基础与前沿策略本部分奠定了理解现代催化剂行为所需的基本物理化学原理，并介绍了当前最前沿的理性设计策略。第一章：活性位点与结构敏感性深入探讨了催化剂表面活性位点的本质及其几何结构对反应选择性和效率的影响。我们详细分析了结构敏感性反应的机理，区分了原子分散型催化剂（Single-Atom Catalysts, SACs）与纳米团簇催化剂的本质差异。内容包括：电子结构与配位环境调控：阐述了如何通过改变金属-载体相互作用（SMSI）或引入助剂元素来精细调控活性金属中心的电子密度和几何构型。缺陷工程：讨论了晶体缺陷（如空位、边缘、阶梯）在活化惰性小分子（如C-H键、N₂）中的关键作用，并介绍了诱导和稳定这些缺陷的合成方法。理论计算辅助设计：综述了密度泛函理论（DFT）在预测活性位点几何结构、计算反应能垒和理解过渡态结构中的应用，强调了如何利用计算结果指导实验合成。第二章：多孔材料的结构调控与功能化多孔材料作为催化剂载体或本体催化剂，其孔道结构和比表面积是决定性能的关键因素。本章专注于先进多孔材料的合成与修饰。介孔与微孔材料的精确合成：详细介绍了软模板法、硬模板法在控制孔径分布和拓扑结构中的最新进展，包括介孔二氧化硅（如MCM系列、KIT系列）的结构定向合成。金属有机框架（MOFs）与共价有机框架（COFs）作为催化平台：重点讨论了如何利用MOFs/COFs的高比表面积、可调孔径和易于功能化的特性，实现单分散活性位点的锚定和反应物/产物的选择性筛分。分析了框架塌陷（Framework Collapse）的抑制策略。载体与活性组分间的界面工程：探讨了界面处的协同效应，如何通过优化载体材料（如氧化物、碳材料）的表面化学性质，增强金属分散度、提高热稳定性，并促进界面电荷转移。第二部分：先进催化体系的应用与性能优化本部分将理论知识应用于实际的重大化学转化过程，重点聚焦于高难度反应体系的突破。第三章：二氧化碳的捕集、转化与资源化面对全球气候变化，CO₂的有效利用是化学工业的战略方向。本章集中分析了高效催化体系。 CO₂加氢制备燃料和化学品：深入比较了贵金属（Ru, Rh）和非贵金属（Cu, Ni, Co）基催化剂在甲醇、甲烷、合成气（Syngas）制备中的催化性能。特别关注了在低压力和温和条件下实现高选择性的催化机制。环氧化物与CO₂的环加成反应：阐述了多官能团催化剂（如离子液体协同催化剂、双活性位点MOFs）在构建高附加值环状碳酸酯中的作用，分析了反应动力学与催化剂结构的关系。电化学与光催化转化：介绍了利用电化学界面或光能驱动CO₂还原的新兴方法，重点在于新型半导体光催化剂（如Ta₃N₅, g-C₃N₄）的载流子分离效率的提升策略。第四章：能源载体催化转化：氢能与生物质转化本章关注可持续能源技术中的核心催化挑战。高效制氢催化剂：详细评估了蒸汽重整（SMR）、甲烷干重整（DRM）以及水煤气变换（WGS）反应中，抗积碳性能优异的Ni基和非贵金属催化剂的研发进展。讨论了氧化物载体对镍颗粒烧结和积碳的抑制作用。生物质的平台化合物转化：聚焦于纤维素、半纤维素向高价值燃料或化学品（如羟甲基糠醛 HMF、乳酸）转化的多相催化过程。重点分析了酸性中心、金属催化中心协同作用的设计原则。选择性加氢反应：讨论了在复杂混合物中实现对特定官能团（如醛、酮、硝基）的选择性加氢，避免过度还原的关键催化剂设计，包括负载型和单原子催化剂的对比。第三部分：催化剂的表征、稳定性和反应工程本部分关注催化剂在实际操作条件下的性能评估、老化机理及其在反应器中的工程应用。第五章：原位与非原位表征技术在催化研究中的应用理解催化剂在反应条件下的动态变化至关重要。本章系统介绍了现代先进表征手段。 X射线吸收谱（XAS）与拉曼光谱的原位应用：如何利用同步辐射光源实时监测金属氧化态的演变和配位几何的变化，特别是对于涉及氧化的反应。环境透射电子显微镜（In-situ/Operando TEM）：展示了直接观察纳米颗粒在高温、高压气氛下烧结、重构或氧化还原循环的原子尺度动态过程的案例研究。表面反应动力学分析：介绍了程序升温反应（TPR/TPD）与微通道反应器联用技术，用于分离和鉴定表面吸附物种和关键中间体。第六章：催化剂的失活机理与长期稳定性工业催化剂的经济性严重依赖其操作寿命。本章系统分析了失活的常见模式并提出了应对策略。积碳与烧结：详细分析了不同反应体系（如烃类转化）中积碳的化学结构、生长机制以及消除（再生）技术。讨论了如何通过载体工程和位点隔离策略来抑制高温下的烧结现象。中毒与浸提（Leaching）：区分了不可逆中毒（如硫、卤素）和可逆中毒的机理，并探讨了如何通过表面钝化层或选择性吸附剂来保护活性位点。对负载型催化剂在液相反应中的活性金属浸提问题进行了深入分析。反应工程视角下的催化剂寿命管理：结合反应器设计（如固定床、流化床），讨论了催化剂床层的热点效应、催化剂颗粒的机械强度要求以及优化再生周期对整体过程效率的影响。本书结构严谨，逻辑清晰，旨在超越传统的教科书描述，为读者提供一个融合基础科学洞察、尖端实验技术与工业应用需求的综合性参考。它适合于致力于探索下一代高效、稳定、可持续催化解决方案的科研工作者和工程师。