催化剂工程导论 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:化学工业出版社

作者:王尚弟

出品人:

页数:436

译者:

出版时间:2001-8-1

价格:38.00

装帧:精装(无盘)

isbn号码:9787502532994

丛书系列:

图书标签:

• 太原
• 催化剂
• 化学工程
• 化工
• 反应工程
• 催化
• 化学反应
• 工业催化
• 材料科学
• 传质
• 表面化学

现代分离科学与技术进展 本书简介 本书系统梳理了现代分离科学与技术的最新发展、核心理论与工程应用，旨在为化学工程、材料科学、环境科学及相关领域的科研人员、工程师和高年级本科生提供一份全面且深入的参考资料。 第一部分：分离科学基础与热力学驱动力 第一章：分离过程的本质与分类 本章首先界定了“分离”在现代工业中的核心地位，从宏观视角审视了化工生产中物料分离的必要性与挑战。详细阐述了基于相态、组分特性差异以及驱动力的分离过程分类体系。重点讨论了平衡分离（如精馏、萃取）与输运分离（如膜分离、吸附）的理论边界与适用范围。引入了熵、吉布斯自由能等热力学概念，构建了理解分离过程驱动力的理论框架。 第二章：热力学基础与相平衡 深入探讨了多组分、多相体系的相平衡理论。详尽介绍了理想溶液模型（Raoult's Law, Henry's Law）及其局限性，并着重讲解了非理想体系中活度系数模型的构建与应用，包括UNIQUAC、NRTL等模型在复杂混合物设计中的关键作用。通过平衡常数（K值）的计算与分析，为后续的工程设计提供了精确的热力学输入。 第三章：传输现象与分离效率 本章侧重于传输现象在分离过程中的控制作用。回顾了动量、热量和质量在多相界面上的传递规律，特别是液-液、气-液界面上的传质速率方程。详细分析了传质阻力与驱动力的关系，引入了荷兰-博尔德（Hatta Number）等概念来表征反应与传质的耦合效应，为提高分离效率提供了动力学视角。 第二部分：经典分离技术深度解析 第四章：精馏操作的优化与强化 精馏作为化工分离的基石，本章从理论深化至工程实践。详细讨论了多塔系统（如共沸、萃取精馏）的设计方法，包括泡利-希尔德布兰（Popel-Hildebrand）图解法与Rigorous Simulation方法的对比。重点阐述了反应精馏、热集成精馏等过程强化技术，分析了其在降低能耗和提高选择性方面的潜力。 第五章：液-液萃取的先进应用 本章聚焦于萃取过程的选择性与经济性。系统介绍了溶剂的选择标准，包括分配系数与选择性因子。深入解析了离心萃取、脉冲塔等高效接触设备的结构与操作特性。特别关注了超临界流体萃取（SFE）在天然产物提取和痕量污染物去除中的前沿应用，并探讨了反应萃取的机制。 第六章：结晶过程的微观控制 结晶被视为一种高纯度固液分离技术。本章详细阐述了成核（均相与异相）与晶体生长动力学。讨论了冷却结晶、蒸发结晶与沉淀结晶的工艺流程设计。重点分析了晶体形貌（Habit）的调控技术，如通过添加剂、搅拌速率对产品粒度和纯度的影响，这对制药和精细化工至关重要。 第三部分：膜分离技术的前沿进展 第七章：膜分离过程的基础理论 系统介绍了渗透、扩散、溶解度等理论在描述膜内物质传输中的应用。详细比较了无机膜（如沸石膜）、聚合物膜（如聚酰亚胺、聚砜）和仿生膜的结构特性。重点阐述了膜的结构-性能关系，包括孔径分布、有效扩散系数的测定方法。 第八章：关键膜分离技术的工程化 本章深入探讨了超滤（UF）、纳滤（NF）、反渗透（RO）和气体分离膜的应用。在水处理领域，详细分析了抗污染策略与膜污染动力学模型。对于气体分离，讨论了混合溶液中的串扰效应与膜接触器技术。此外，对新兴的渗透蒸发（Pervaporation）技术在有机溶剂脱水中的优势进行了详尽的评估。 第四部分：吸附与色谱分离技术 第九章：多孔材料与吸附动力学 本章围绕吸附剂的设计与性能展开。详细介绍了分子筛（如沸石、MOFs、COFs）的孔道结构、表面化学特性及其对吸附选择性的影响。深入分析了物理吸附和化学吸附的理论模型，包括Langmuir、BET、Dubinin-Radushkevich方程的应用。探讨了吸附过程的动力学限制，如颗粒内扩散与表面反应速率。 第十章：模拟移动床与连续色谱分离 模拟移动床（SMB）技术是实现连续、高效吸附分离的核心。本章详细解析了SMB的基本操作单元、解吸和富集区的设计原理，以及如何通过交换区设置来优化分离效率与溶剂消耗。讨论了SMB在手性药物分离、异构体分离等高价值应用中的工程实例与操作参数的敏感性分析。 第五部分：新兴与交叉分离技术 第十一章：反应与分离耦合过程 阐述了将化学反应与分离过程一体化的优势，包括反应萃取、反应精馏和反应吸附。以酯化反应的反应精馏为例，详细分析了如何通过持续移除产物来打破化学平衡，从而提高转化率和分离效率。 第十二章：电化学与场驱动分离 本章关注利用电场、磁场等外部驱动力实现的先进分离方法。详细介绍了电渗析（ED）和电容层析（Capacitive Deionization, CDI）在低浓度盐分去除中的应用潜力。同时，探讨了利用微流控芯片（Microfluidics）实现高通量、小样本分离分析的最新进展。 第十三章：过程集成与可持续性 最后，本书将视角提升至系统工程层面，讨论了热集成网络（HEN）在分离工厂中的应用，以最小化能源消耗。分析了溶剂回收与再利用的循环经济模式，强调了开发环境友好型分离介质（如离子液体、深共熔溶剂）对于实现绿色化学工程目标的重要性。全书以多学科交叉的视角，展现了现代分离科学如何驱动能源、环境与生命科学领域的创新。

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这本书的语言风格，说实话，带有一种非常严谨的德式工程学气息，但又巧妙地融入了英式幽默的克制感。它在描述复杂的物理化学过程时，逻辑推导极其严密，几乎找不到可以指摘的漏洞。特别是涉及到催化剂失活的章节，作者将热失活、积碳、烧结等多种失活机理并列分析，并引入了“工程寿命预测”的概念，这让我眼前一亮。在我的实际工作中，催化剂的寿命评估常常是拍脑袋决定，缺乏科学依据。而这本书提供了一种基于动力学模型的初步评估思路，虽然尚不能直接应用到我的特定反应器中，但它指明了研究方向。唯一让我觉得略有遗憾的是，对于一些新兴的、前沿的催化领域，比如光催化或者电催化，篇幅显得有些保守，更侧重于传统的负载型金属催化剂和分子筛体系。但这也许是“导论”的定位所决定的，它要求站得稳，而不是跑得快。总体而言，它像是一把高精度的游标卡尺，让你学会精确测量现状，而非探索未知的深渊。

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我是一个对书籍设计有一定要求的人，这本书的装帧和字体选择给我留下了深刻印象。它采用了一种偏暖色调的纸张，长时间阅读眼睛不容易疲劳。但抛开这些表面功夫，真正打动我的是它对“过程优化”的强调。作者反复提及，催化剂设计不是一个孤立的环节，它必须嵌入到整个反应器的设计和操作条件中去考量。书中用了一个很生动的比喻，把催化剂比作乐队的指挥，而反应器就是整个乐团，指挥得再好，如果乐团成员（如反应器几何形状、传热传质效率）跟不上，整体效果也会大打折扣。这种系统思维在很多单一学科的教材中是缺失的。它强迫读者跳出“我只管做催化剂”的思维定势，去思考催化剂工程的整体优化路径。尤其是在安全性和环境影响的章节中，作者并没有将其视为附加要求，而是将其融入到催化剂选择的初始标准中，这体现了现代绿色化学工程的深刻理念。这种将工程伦理融入技术讲解的方式，让这本书的价值超越了单纯的技术手册。

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我接触这本读物，主要是想系统梳理一下我在实验室接触到的那些零散知识点，希望能找到一个将基础理论与实际应用串联起来的框架。坦白说，这本书在理论深度上是克制的，它更像是一份“导航图”，而不是“详尽地图”。它清晰地划分了催化剂的制备、表征、失活与再生等核心模块，每一个模块都提供了一个清晰的逻辑脉络。比如说，在讨论催化剂的孔结构和表面积时，作者没有陷入BET吸附的数学细节泥潭，而是着重讲解了这些物理参数如何直接影响反应物的扩散速率和活性位点的暴露程度。我特别欣赏它在“表征技术”部分的处理方式，它没有罗列所有分析手段，而是选取了最核心的几种（比如XRD、TEM、XPS），并用对比的方式展示了它们各自的优势和局限性。这种“抓大放小”的处理，对于时间有限的工程师或研究生来说，效率极高。它提供的不是解决特定问题的“菜谱”，而是让你理解“为什么这个菜谱有效”的思维工具。读完这部分，我对于如何根据不同的反应体系来选择合适的表征方案，有了更坚定的判断力，这比死记硬背几个参数的意义要大得多。

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这本书，说实话，拿到手的时候我还是有点忐忑的，毕竟“工程导论”这几个字听起来就挺硬核的。我本来是学化学的，对反应动力学和热力学有点基础，但真要扯到“工程化”的层面，心里还是没底。不过翻开第一章，作者的叙事方式就一下子抓住了我。他没有直接抛出复杂的公式和图表，而是像一位经验丰富的老教授在跟你拉家常，从宏观上描绘了催化剂在现代工业中无处不在的重要性。他用了很多生活化的例子来解释为什么高效的催化剂是石油化工、环保处理乃至新能源开发的基石。比如，他讲到汽车尾气净化器的工作原理时，那种抽丝剥茧的讲解方式，让我这个初学者也能大致领会到催化反应的精妙所在。尤其值得一提的是，书中对一些经典催化剂发现的历史回顾，写得非常引人入胜，仿佛在看一部工业史诗，而不是枯燥的教科书。这种娓娓道来的叙事，极大地降低了入门的心理门槛，让人在不知不觉中就被带入了催化剂工程的宏大世界观中。整本书的排版和插图也做得非常用心，不是那种密密麻麻的文字堆砌，而是留有呼吸感的布局，读起来相当舒适，不像某些专业书籍那样让人望而生畏。

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如果说有什么能让我产生共鸣，那就是作者在介绍多相催化反应机理时所展现出的那种“求真务实”的态度。他没有过度美化催化剂的神奇能力，而是直面了反应机理研究的复杂性和不确定性。例如，在讨论表面反应级数和表面覆盖度关系时，他坦诚地指出了Langmuir-Hinshelwood模型和Eley-Rideal模型的适用边界和各自的缺陷，并建议读者在实际操作中要保持审慎的批判性思维。这种“不把话说死”的处理方式，让我感觉作者是在与读者进行平等的对话，而不是高高在上的教导。这本书最大的功德在于，它为我们这些工程人员建立了一个坚实的“概念护城河”，让我们能够有效地区分哪些是已经被证实的工程事实，哪些仍然是需要进一步探索的科学前沿。读完后，我感觉自己不再是那个只会在手册上查找参数的新手，而是一个对催化剂系统有了全局掌控感和批判性分析能力的初级工程师。它为我未来在工业界解决复杂催化问题提供了扎实的思维武器。

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