绿色化工过程设计原理与应用PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1 绿色化工过程概述 1

1.2 绿色化工过程 2

1.3 绿色化工发展的主要模式 2

1.4 绿色化工过程设计的基本原则 4

1.4.1 绿色化学的12条原则 4

1.4.2 绿色化工过程设计的12条原则 6

参考文献 7

第2章 基于循环过程及耦合过程的设计原理 9

2.1 基于循环过程的绿色化工过程设计 9

2.1.1 设计闭路循环过程 9

2.1.2 设计开路循环过程 9

2.1.3 对循环过程所用的物质和副产物进行处理，使其中的部分物质进行再利用 10

2.2 基于耦合过程原理的绿色化工过程设计 10

参考文献 12

第3章 基于化工过程强化技术的过程设计原理 13

3.1 概述 13

3.2 基于过程集成技术的绿色过程设计 13

3.2.1 基于反应集成技术的绿色过程设计 13

3.2.2 基于分离过程集成技术的绿色过程设计 20

3.3 基于能量场强化技术原理的绿色化工过程设计 32

3.3.1 超声波场辅助的化学反应过程 32

3.3.2 太阳能场辅助技术 33

3.3.3 微波场辅助技术 33

3.3.4 等离子体场技术 35

3.3.5 机械力化学场技术 35

3.4 基于先进装备的绿色化工过程设计 39

3.4.1 静态混合反应器 39

3.4.2 微通道反应器 40

3.4.3 超重力反应/分离器 41

3.4.4 振荡流反应器 42

3.5 利用强化技术设计绿色化工过程的原则及实施步骤 43

参考文献 44

第4章 基于绿色催化剂体系的过程设计原理 48

4.1 绿色固体催化剂 48

4.1.1 固体超强酸催化剂 48

4.1.2 分子筛催化剂 51

4.1.3 杂多化合物催化剂 58

4.1.4 高分子酸催化剂 62

4.1.5 固体碱催化剂 64

4.1.6 碳磺酸催化剂 68

4.2 生物及仿生催化剂 70

4.2.1 生物催化剂 70

4.2.2 仿生催化剂 75

4.3 石墨烯基催化剂 80

4.3.1 石墨烯的催化相关性质 80

4.3.2 石墨烯基催化剂的制备方法 81

4.3.3 石墨烯基催化剂的主要表征和分析方法 81

4.3.4 石墨烯基催化剂的主要应用 81

4.4 离子液体催化剂 84

4.4.1 概述 84

4.4.2 离子液体的制备方法 84

4.4.3 离子液体的表征方法 85

4.4.4 离子液体在有机合成中的应用 87

参考文献 88

第5章 基于绿色合成方法的过程设计原理 93

5.1 无机材料的绿色合成方法 93

5.1.1 水热合成法 93

5.1.2 溶胶-凝胶法 94

5.1.3 化学气相沉积法 96

5.1.4 局部化学反应法 98

5.1.5 低热固相反应 101

5.1.6 流变相反应 104

5.1.7 先驱物法 105

5.1.8 助熔剂法 106

5.1.9 高聚物模板法 107

5.2 无机材料合成过程的强化技术 108

5.2.1 超声场辅助技术 108

5.2.2 微波场辅助技术 108

5.2.3 微反应技术及微反应器在无机材料制备中的应用 109

5.3 基于羟基自由基作用的无机材料合成过程 112

5.4 有机材料合成的绿色工艺方法 113

5.4.1 清洁介质体系的绿色合成过程 113

5.4.2 无溶剂体系的有机合成 115

5.4.3 相转移催化 116

5.4.4 有机电化学合成 118

5.4.5 温控两相催化体系合成 121

5.5 高分子材料绿色合成方法 124

5.5.1 基于环保溶剂的聚合过程 124

5.5.2 辐射交联聚合技术 129

5.5.3 等离子体聚合技术 132

5.5.4 酶催化聚合技术 133

5.5.5 熔融聚合技术 136

5.5.6 原子自由基聚合技术 136

5.6 绿色有机合成过程设计的基本原则 141

参考文献 141

第6章 材料循环利用的绿色工艺设计原理 150

6.1 概述 150

6.2 材料循环利用绿色过程设计基本原则 150

6.3 无机工业废弃物循环利用绿色工艺设计 151

6.3.1 粉煤灰 151

6.3.2 冶炼废渣 153

6.3.3 煤矸石 154

6.3.4 废催化剂 155

6.3.5 废锂电池 161

6.4 高分子材料循环利用的绿色工艺设计 162

参考文献 175

第7章 生物质加工的绿色过程 179

7.1 概述 179

7.2 生物质主要成分性质及分析方法 179

7.2.1 纤维素的物理化学性质 179

7.2.2 半纤维素的物理化学性质 182

7.2.3 木质素的物理化学性质 184

7.2.4 生物质的溶剂体系及溶解规律 186

7.2.5 生物质结构及性质的分析方法 187

7.2.6 生物质组成分析方法 191

7.3 生物质的物理及化学转化原理 193

7.3.1 生物质组分的清洁分离原理 193

7.3.2 生物质的化学转化原理 196

7.4 生物质绿色转化典型产品生产过程分析 200

7.4.1 生物质转化为精细化学品 200

7.4.2 生物质转化为有机化工原料 212

7.4.3 生物质转化为燃料 215

7.4.4 生物质基功能材料及复合材料 217

7.5 天然油脂的绿色化学转化过程 220

7.5.1 简介 220

7.5.2 天然脂肪酸（酯）的化学转化原理 220

7.5.3 天然脂肪绿色转化过程分析 222

参考文献 224

第8章 二氧化碳转化的绿色过程 233

8.1 概述 233

8.1.1 二氧化碳的物理性质 234

8.1.2 二氧化碳的化学性质 234

8.2 二氧化碳的化学转化原理 234

8.2.1 二氧化碳的化学活化原理 234

8.2.2 二氧化碳的电化学活化原理 237

8.2.3 二氧化碳的光活化原理 237

8.3 二氧化碳分离的绿色技术 239

8.3.1 吸收法 239

8.3.2 吸附法 240

8.3.3 膜分离法 241

8.3.4 膜分离-吸收联合法 241

8.4 二氧化碳转化利用的绿色工艺 241

8.4.1 二氧化碳转化为Na2CO3 241

8.4.2 二氧化碳转化为有机化工原料的绿色过程 242

8.4.3 二氧化碳转化为燃料 252

8.4.4 二氧化碳基聚合物 255

参考文献 260

第9章 海洋资源利用的绿色过程 265

9.1 概述 265

9.2 具有生物活性的物质提取的绿色过程 266

9.2.1 简介 266

9.2.2 海洋生物活性物质提取的绿色技术与工艺 267

9.2.3 基于能量强化技术的分离过程 272

9.3 稀有元素提取的绿色过程 276

9.3.1 钾元素 277

9.3.2 溴元素 278

9.3.3 锂元素 280

9.3.4 铀元素 281

9.3.5 金元素 284

9.4 海水淡化的绿色过程 285

9.4.1 蒸馏法淡化技术 286

9.4.2 反渗透海水淡化技术 287

9.4.3 海水淡化工艺主要技术性能对比 288

9.5 海洋聚合物资源的绿色提取过程 289

9.5.1 海藻提取海藻酸钠 289

9.5.2 贝壳类提取甲壳素 291

参考文献 293

第10章 绿色化工过程评估原理及应用 297

10.1 绿色化学评估的基本准则 297

10.1.1 绿色化学的12条原则 297

10.1.2 绿色化学工程技术的9条附加原则 297

10.2 绿色化工过程的评估方法 298

10.2.1 基本概念 298

10.2.2 化学化工过程绿色化的度量指标 299

10.2.3 绿色化工过程的评估方法 302

10.3 生命周期评估方法及应用 306

10.3.1 简介 306

10.3.2 生命周期评估的基本步骤 307

10.3.3 生命周期评估的用途 308

10.4 基于绿色度标准的化工过程绿色评价过程 311

10.4.1 简介 311

10.4.2 绿色度 313

10.5 绿色化工过程的技术经济分析 325

10.5.1 原料和工艺路线的选择原则 325

10.5.2 原辅料及公用工程消耗估算 327

10.5.3 项目基本建设投资估算 328

10.5.4 项目建设基金筹措过程 333

10.5.5 项目的财务评价及盈亏分析 334

10.5.6 风险和不确定性分析 337

参考文献 338