催化反应工程 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:中国石化出版社

作者:朱炳辰

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:2000-02-01

价格:40

装帧:

isbn号码:9787800438547

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• 催化
• 反应工程
• 化学工程
• 化工原理
• 催化剂
• 反应动力学
• 传质
• 传热
• 工业催化
• 化学反应器

深入材料科学的边界：纳米结构调控与功能化界面 内容简介 本书以材料科学的前沿领域为核心，聚焦于纳米尺度下物质的结构调控及其由此引发的宏观功能涌现。不同于传统的块材研究范式，本书将视角锁定在原子和分子层面，深入剖析了如何通过精确控制材料的形貌、尺寸、晶格缺陷以及表面化学环境，来实现对材料物理、化学和生物学特性的定制化设计。 全书分为五大部分，共十五章，层层递进，旨在为材料科学家、化学工程师以及从事先进制造领域的研发人员提供一套系统而深入的理论框架和实践指导。 --- 第一部分：纳米结构基础理论与表征技术 (共三章) 本部分首先为读者构建起理解纳米世界所需的理论基石。我们从量子尺寸效应和表面能理论的经典回顾开始，重点阐述了在数十纳米尺度以下，电子的能带结构、激子行为以及热力学稳定性如何发生根本性转变。 第一章：尺度依赖的电子结构 详细讨论了二维材料（如石墨烯、过渡金属硫化物）的狄拉克锥结构、量子点（QDs）的带隙可调性，并引入了基于密度泛函理论（DFT）的计算方法，用于预测不同尺寸和形状对电子能级的微观影响。 第二章：先进表征手段的极限突破 聚焦于解析纳米结构复杂性的关键技术。内容涵盖高分辨透射电子显微镜（HRTEM）在晶格缺陷和界面结构解析中的应用，原子级形貌探查的扫描隧道显微镜（STM）和原子力显微镜（AFM）的最新进展，特别是原位/动态表征技术（如原位拉伸、原位加热电镜），如何揭示纳米材料在工作条件下的实时结构演变。此外，对X射线吸收精细结构（XAFS）在局部电子态和配位数分析中的作用也进行了深入阐述。 第三章：形貌与界面能的调控 探讨了如何通过控制成核与生长动力学来精确调控纳米颗粒的几何形态（球形、棒状、片状、花状）。重点分析了“面选择性生长”的物理化学原理，即通过吸附剂或表面活性剂对特定晶面的选择性钝化，以引导材料向所需结构演化。同时，书中阐述了异质结界面的形成能、应变匹配度及其对电荷分离效率的决定性影响。 --- 第二部分：功能化界面的设计与构建 (共三章) 本部分是本书的核心技术篇章，关注如何通过化学手段在材料表面引入特定的功能基团或构筑复杂的界面结构，以实现目标性能。 第四章：表面化学修饰与锚定策略 深入讲解了共价键合、配位键合、氢键等多种表面锚定技术。针对无机纳米颗粒（如氧化物、半导体）与有机分子、生物大分子之间的连接难题，详细对比了硅烷化、硫醇化以及聚合物刷（Polymer Brushes）的构筑方法，并探讨了溶剂效应、pH值和温度对界面稳定性的影响。 第五章：单原子催化剂的构筑与机理 这是一个新兴且极具挑战的领域。本书系统梳理了将贵金属原子（如Pt, Pd, Au）单分散锚定在载体（如氮化碳、氧化物缺陷位）上的关键技术，如原子层沉积（ALD）、热解法和湿化学沉积法。重点在于解析单原子位点与载体之间的强相互作用（SMSI效应的变体），以及如何通过精确计算筛选出具有最高催化活性的配位环境。 第六章：多级孔道与超结构组装 探讨了超越传统孔道限制的复杂结构构建，如介孔-微孔复合结构（Hierarchical Porous Materials）。通过软模板法、硬模板法以及自组装技术（如溶胶-凝胶法结合结构导向剂），实现了具有特定拓扑结构和多尺度扩散通道的材料。这些结构对于提升传质效率和活性位点暴露率至关重要。 --- 第三部分：光电功能材料的能带工程 (共三章) 本部分将材料结构与光电器件的性能紧密关联，专注于如何利用纳米调控来优化载流子的产生、传输和利用。 第七章：量子点发光机制与器件优化 详细分析了量子点光致发光（PL）的机理，包括表面缺陷导致的非辐射复合和界面电荷转移。重点讨论了如何通过表面钝化（如核壳结构构筑）来提高其荧光量子产率，以及在显示技术（QLEDs）和生物成像中的应用潜力。 第八章：钙钛矿薄膜的晶界控制 针对近年来备受关注的卤化物钙钛矿材料，本书强调了晶粒尺寸、晶界缺陷（如空位、间隙离子）对光伏器件效率和长期稳定性的负面影响。内容涵盖了添加剂工程（如二维层引入）和退火过程优化，以实现更高质量、更少缺陷的薄膜结构。 第九章：异质结构中的电荷分离与界面能垒 关注构建具有内建电场的异质结系统，如p-n结、p-i-n结以及更复杂的Z型/阶梯型能带结构。通过精确计算和实验验证，分析了界面能垒高度和载流子传输速率对光电转换效率的耦合关系，尤其关注在光催化水分解和二氧化碳还原中的应用潜力。 --- 第四部分：力学-化学响应性材料 (共三章) 本部分探索了材料在外部刺激下发生结构或化学变化的能力，是发展智能材料和自修复系统的基础。 第十章：应力诱导的相变与畴工程 针对铁电体、压电体以及形状记忆合金等材料，研究了外部机械应力如何诱导内部晶相的转变、畴结构的重构。通过施加预应力或引入应变梯度，实现对材料电学或磁学性能的“机械开关”。 第十一章：高熵与复杂结构材料的结构稳定性 介绍了高熵合金（HEAs）和高熵氧化物中，多组分共存带来的局域结构无序性。本书探讨了这种无序性如何提高材料的抗辐照损伤能力、蠕变抗性和断裂韧性，并分析了其在极端环境下的变形机制。 第十二章：自修复聚合物与动态共价键 聚焦于基于动态化学键（如Diels-Alder反应、动态氢键网络、硫醇-烯点击反应）构建的动态网络材料。详细阐述了如何设计断裂后能重新形成连接的化学键，以实现宏观尺度的自我修复功能，并讨论了修复效率与键合能、空间位阻的关系。 --- 第五部分：生物界面与环境应用 (共三章) 本部分关注材料如何与生命系统及环境介质发生相互作用，强调生物相容性和环境友好性设计。 第十三章：生物医用材料的表面功能化 讨论了如何通过表面接枝生物活性分子（如多糖、肽段）来控制细胞的粘附、增殖和分化。内容包括pH/温度敏感性水凝胶的构建，用于药物靶向释放系统，以及如何通过调控表面润湿性和电荷来影响蛋白质的吸附行为。 第十四章：环境传感与污染物去除 深入研究了用于重金属离子、挥发性有机物（VOCs）吸附和光催化降解的纳米材料设计。重点在于活性位点的密度与选择性、孔道结构对污染物扩散的限制作用，以及材料在复杂水体中的长期稳定性。 第十五章：固态电解质界面的稳定性与挑战 针对下一代固态电池技术，分析了电极材料与固态电解质之间存在的界面阻抗问题、锂枝晶的形成机制，以及如何通过界面缓冲层或固态薄膜涂覆技术来稳定固-固界面，降低界面电荷转移电阻。 --- 全书内容紧密围绕“结构决定功能”这一核心理念展开，通过跨学科的知识融合，为读者提供一套从原子尺度设计到宏观性能实现的完整方法论。内容详实，图表丰富，尤其适合研究生、高级工程技术人员及致力于材料创新研发的学者参阅。

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这本书的标题《催化反应工程》让我产生了一种好奇，想了解在这个“工程”背后，隐藏着怎样科学的逻辑和严谨的计算。我特别希望书中能够包含关于催化反应器设计中的数值模拟与优化部分。现代工程设计离不开计算机辅助工具，而对于催化反应器这样复杂的系统，数值模拟更是必不可少。书中是否会介绍计算流体力学（CFD）在反应器设计中的应用，如何通过模拟来分析反应器内部的流场分布、温度场分布、组分浓度分布，以及如何根据模拟结果来优化反应器的几何结构、进料方式、催化剂装填等？我期待看到关于反应动力学与传质传热耦合的数学模型，以及如何将这些模型集成到数值模拟平台中。书中是否会提供一些典型的模拟案例，比如固定床反应器中的流体动力学分析，或者流化床反应器中的颗粒碰撞与混合模拟？此外，对于催化剂床层内的传质传热过程，如何准确地进行描述和计算，以避免传质或传热成为限制反应速率的关键因素？我希望这本书能够给我提供一些关于如何用数学工具来“驾驭”催化反应的指导。

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在我看来，《催化反应工程》这个书名暗示着一种将抽象的化学原理转化为实际生产力的过程，而这个过程中，对“催化剂”的深入理解是核心。我非常希望这本书能够详细探讨不同类型的催化剂，并不仅仅停留在理论层面，而是结合具体的工业应用案例。比如，对于多相催化剂，书中是否会介绍其结构特征，如活性组分的分布、载体的孔道结构、比表面积等，以及这些结构特征如何影响其催化性能？我期待看到关于金属催化剂、金属氧化物催化剂、复合氧化物催化剂、分子筛催化剂等不同种类催化剂的详细介绍，以及它们在石油化工、精细化工、环境保护等领域的具体应用。书中是否会涉及催化剂的设计原则，例如如何通过改变载体、引入助剂、调控活性组分粒径等方法来优化催化剂的性能？对于催化剂的制备过程，书中是否会提供不同制备方法的优缺点分析，以及如何通过控制制备参数来获得特定结构的催化剂？我希望这本书能够让我对各种催化剂的“内在驱动力”有一个更深刻的认识。

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当我看到《催化反应工程》这个书名时，我脑海中首先浮现的是那些在实验室里精密操作的玻璃仪器，以及在工厂里庞大而复杂的管道系统。这本书，我希望它能连接这两个世界。我期待书中能够涵盖从催化剂的实验室开发到工业化生产的完整流程。具体来说，我希望它能详细介绍催化剂的筛选和性能评价方法，比如如何设计实验来评估催化剂的活性、选择性、稳定性和抗中毒能力。书中是否会介绍各种催化剂评价装置的类型和操作要点？在从实验室规模向工业规模放大的过程中，如何处理传质传热的限制，以及如何选择合适的反应器类型？我特别关注书中关于催化剂失活与再生的内容，因为这直接关系到工业生产的经济效益。催化剂失活的原因有很多，比如烧结、积碳、中毒等，书中是否会提供针对不同失活机理的分析和相应的再生方法？例如，如何通过高温焙烧、化学清洗等方式恢复催化剂的活性？我希望这本书能为我提供一个清晰的“从零到一”再到“从一到N”的催化反应工程知识体系。

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这本书的装帧和排版给了我一个初步的良好印象，纸张的质感不错，字迹清晰，而且章节划分得似乎很合理。我尤其关注书中关于催化剂设计与制备的部分。要知道，一个好的催化剂往往是经过反复试验和优化的结果。书中是否会详细介绍不同催化剂的制备方法，比如沉淀法、溶胶-凝胶法、浸渍法等等，并且详细阐述这些方法的原理，以及如何通过控制工艺参数来调控催化剂的孔道结构、比表面积、粒径分布以及活性组分的负载量和分散度？我非常希望看到一些具体的案例研究，比如在合成氨、费托合成、选择性氧化等重要工业过程中，是如何通过催化剂的创新来提高产率、选择性，降低能耗和环境污染的。书中对于催化剂的表征技术，比如XRD、TEM、BET、XPS等，是否会有深入的介绍？这些技术是如何帮助我们了解催化剂的结构-性能关系，从而指导我们进一步优化催化剂的设计？我还需要知道，对于催化剂的失活问题，书中是否有相关的讨论，比如中毒、烧结、积碳等失活机制，以及相应的再生和抗失活策略？毕竟，一个经济可行的催化过程，其催化剂的稳定性和寿命至关重要。

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坦白说，在阅读这本书之前，我对“反应器”这个词的理解仅仅停留在“装反应的地方”这个层面。然而，《催化反应工程》这个书名让我意识到，这绝不仅仅是一个简单的容器，而是一个精心设计的系统，其结构和运行方式直接决定了催化反应的效率和经济性。我非常期待书中能够详细介绍各种类型的催化反应器，比如固定床反应器、流化床反应器、悬浮床反应器，以及它们各自的特点、适用范围和设计原理。在固定床反应器中，催化剂颗粒的形状、大小、填充方式对于传质传热和压降的影响会如何被考虑？流化床反应器在处理细粉状催化剂和实现高效传质传热方面有哪些优势，但同时又会面临哪些挑战，比如催化剂的磨损和颗粒分级？书中是否会涉及反应器内的多相流动、传热传质耦合的数学模型？如何通过CFD（计算流体力学）等工具来优化反应器的设计和操作条件，以达到最佳的转化率和选择性？我更希望看到关于反应器放大效应的讨论，如何将实验室规模的成功经验转化为工业化生产的巨大规模，这其中涉及到的工程挑战是什么？

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虽然书名是《催化反应工程》，但我个人对化学动力学和反应机理部分尤为感兴趣。在我看来，工程的本质是对科学原理的应用，而催化反应的“魔法”就蕴藏在微观的动力学和机理之中。我希望这本书能够提供关于催化反应动力学模型建立的详细指导，包括如何识别主导反应步骤、如何拟合实验数据得到速率方程，以及如何利用这些模型来预测反应器的性能。书中是否会介绍Langmuir-Hinshelwood、Eley-Rideal等经典的表面反应动力学模型，以及在复杂催化体系中如何构建更精细的机理模型？对于催化剂的活性、选择性和稳定性，它们是如何通过动力学参数来量化的？我期待看到一些关于催化反应动力学参数的实验测量方法，比如程序升温脱附（TPD）、红外光谱（IR）等，以及如何解释这些实验结果。而且，如果书中能结合具体的催化反应例子，比如CO氧化、NOx选择性催化还原（SCR）等，来详细讲解其反应机理和动力学模型，那就更好了。我希望能够从这本书中获得关于催化反应机理的深刻理解，而不仅仅停留在宏观的工程参数上。

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这本书的书名《催化反应工程》让我联想到一个复杂的系统工程，而其中“工程”二字，无疑暗示了对实际应用和规模化生产的关注。我非常希望书中能够深入探讨催化反应过程的放大设计（scale-up）。从实验室的小试、中试到工业化大生产，这个过程充满了挑战。书中是否会介绍在放大过程中需要考虑的关键参数，比如传质限制、传热限制、流体力学行为的变化，以及如何通过选择合适的反应器类型、优化操作条件来克服这些问题？对于催化剂的装填密度、进料方式、产物分离等环节，在不同规模下又会有怎样的考量？我期待能够看到一些具体的放大案例，分析在放大过程中遇到的典型问题以及解决策略。此外，书中对于过程优化和控制的部分是否会有详细的介绍？如何利用先进的控制技术，比如模型预测控制（MPC），来实时监控和调整反应器的运行参数，以确保产品质量的稳定和生产效率的最大化？经济性分析也是一个不可忽视的方面，书中是否会涉及催化剂成本、能耗、设备投资等方面的评估，以及如何进行技术经济评价来选择最优的工艺路线？

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当我拿到《催化反应工程》这本书时，我脑海中勾勒出一个完整的工业生产链条，从原料的引入，到催化反应的发生，再到最终产品的产出和分离。我希望这本书能够详尽地阐述催化反应的整个流程，特别是关于催化反应产物的分离与纯化部分。通常，一个催化反应的产物往往是多种物质的混合物，如何高效地将目标产物与其他副产物、未反应的原料以及催化剂分离出来，是工业生产中的重要环节。书中是否会介绍各种分离技术，如蒸馏、萃取、结晶、膜分离等，以及它们在催化反应工程中的应用？我特别想了解，如何根据催化反应的特点和产物的性质，选择最合适的分离技术，并对分离过程进行优化，以提高产品收率和纯度？此外，书中是否会讨论副产物的处理和利用，以及如何通过工艺优化来最小化废弃物的产生？我希望这本书能够为我提供一个关于“从反应到产品”的全方位视角，让我理解催化反应工程不仅仅是化学反应本身，更是一个包含着复杂分离和纯化步骤的系统工程。

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《催化反应工程》这个书名让我期待能够深入了解催化反应在工业生产中的实际应用，而不仅仅是停留在实验室研究的层面。因此，我非常关注书中关于催化过程的经济性分析和环境影响评估的内容。一个成功的催化反应工程，不仅要高效，更要经济可行且对环境友好。书中是否会介绍如何对催化过程进行技术经济评价，例如如何计算催化剂的成本、原料成本、能源消耗、设备投资以及产品的市场价值，从而确定项目的盈利能力？我希望能够看到一些关于绿色催化技术和可持续化学工艺的讨论，比如如何利用高效催化剂降低能耗和减少副产物生成，如何开发可再生能源驱动的催化过程，以及如何处理或回收废弃的催化剂。书中是否会介绍一些具体的环境监测和控制技术，以确保催化过程符合相关的环保法规？我期待这本书能够让我认识到，催化反应工程不仅是一门科学，更是一门需要考虑经济效益和社会责任的实践学科。

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这本书的书名是《催化反应工程》，但说实话，拿到这本书的时候，我脑海里浮现的更多是一种对抽象概念的探索，一种对看不见却又无处不在的“催化”作用的探求。我一直对那些能够加速化学反应，却自身不被消耗的神奇物质很感兴趣，它们就像化学世界里的“引路人”，默默地引导着物质转化的方向。这本书的书名，虽然直白地指向了“工程”这个领域，但我更希望它能为我揭示催化剂背后更深层的原理，理解它们是如何被设计、制造，以及如何在复杂的工业体系中发挥作用。我期待的不仅仅是工艺流程的介绍，更是对催化机理的深入剖析，比如不同类型的催化剂，它们的活性中心是如何形成的？负载型催化剂的载体选择对于催化性能又有什么样的影响？多相催化和均相催化的区别在哪里，各自的优势和劣势又是什么？书中是否会涉及量子化学的计算方法来预测催化剂的性能？或者从微观尺度解释催化剂表面的吸附、反应、脱附过程？我希望它能让我对催化反应的认识，从“知道有”提升到“理解为什么”的层面。甚至，我希望它能拓宽我的视野，让我思考催化在绿色化学、新能源发展、环境保护等领域扮演的角色，它们是否能帮助我们实现更高效、更可持续的化学过程？

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