工业催化剂设计与开发 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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页数:423

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出版时间:2009-9

价格:59.00元

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isbn号码:9787122060242

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• 抄书公
• 工业催化
• 催化剂设计
• 催化剂开发
• 化学工程
• 材料科学
• 催化反应
• 石油化工
• 精细化工
• 环境催化
• 绿色化学

开启材料科学新纪元：精细化学品生产的革新之路 化学工业是现代社会发展的基石，而精细化学品更是其中不可或缺的明珠，它们广泛应用于医药、农药、新材料、电子信息等众多高科技领域。然而，传统的精细化学品合成方法往往伴随着效率低下、能耗高昂、副产物繁多以及环境污染等严峻挑战。在这样的背景下，如何开发更高效、更绿色、更具选择性的化学转化过程，成为驱动产业升级和可持续发展的关键。 本书并非直接探讨“工业催化剂设计与开发”这一特定领域，而是将目光投向了更为广阔的材料科学前沿，深入剖析了实现这些突破性进展所依赖的物质基础、理论框架以及创新实践。我们将带领读者穿越材料科学的迷人世界，从原子、分子层面理解物质的本质，探索材料结构与性能之间的深刻联系，并揭示如何通过精准调控材料的微观结构，来解锁其在化学转化中的巨大潜力。 第一篇：材料科学的基石——原子、分子与宏观世界的桥梁 本篇将从最基础的层面出发，为读者构建起认识材料科学的宏观图景。我们将首先回顾原子和分子的基本概念，深入理解电子排布、化学键合以及分子间作用力如何决定物质的基本属性。这一部分的重点在于建立直观的认识，理解微观世界的规律如何向上层层累积，最终形成我们所见的宏观材料特性。 随后，我们将聚焦于晶体结构与非晶态材料的差异。晶体材料中原子规则排列所形成的周期性结构，赋予了其独特的机械、光学、电学等性质。我们将探讨不同晶系、点阵类型以及晶界、位错等缺陷对材料性能的影响，理解为何某些材料能在特定条件下表现出卓越的催化活性或选择性。与之相对，非晶态材料的无序结构则带来了其独特的加工性能和力学行为，例如玻璃、聚合物等，它们的“灵活”结构也可能在特定催化过程中扮演意想不到的角色。 我们还将深入探讨材料的表面科学。大多数化学反应，尤其是催化反应，都发生在材料的表面。材料的表面原子具有更高的能量和不同的配位环境，使其成为活性位点。本篇将详细介绍表面结构、表面缺陷、表面吸附等概念，理解材料表面性质的细微差异如何对反应速率、产物分布产生决定性影响。我们将讨论金属、氧化物、碳材料等不同类别材料的表面特性，为后续理解其在化学转化中的作用奠定基础。 此外，功能材料的兴起将是本篇的另一重点。功能材料是指那些能够实现特定功能的材料，例如导电材料、发光材料、传感材料等。我们将探讨这些功能材料是如何通过精心设计的微观结构和组成来实现其独特功能的，并思考这些功能材料的原理是否可以借鉴到催化领域，创造出新型的催化体系。例如，某些具有特殊电子结构的材料，可能能够有效地活化反应物分子，降低反应能垒。 第二篇：分子设计与性能调控——从“巧手”到“智慧” 理解了材料的基本原理，本篇将进入更为精细的层次——如何通过精准的设计和调控，赋予材料所需的性能。我们将探讨“分子设计”这一核心理念，即如何根据目标性能，逆向推导所需的材料组成、结构和制备方法。 首先，我们将深入剖析不同材料体系的微观结构与其宏观性能之间的定量关系。例如，对于多孔材料，孔径大小、孔道结构、比表面积等参数将直接影响物质的扩散、传质以及活性位点的可及性。我们将介绍表征这些微观结构的技术，例如X射线衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）、比表面积分析仪（BET）等，并强调数据分析的重要性。 接着，我们将重点关注材料的组成与相结构。元素的种类、比例以及它们在材料中的存在形式，都对材料的电子结构、化学性质产生深远影响。我们将讨论固溶体、复合相、掺杂等概念，并探讨如何通过调控这些因素来优化材料的催化性能，例如提高活性、改变选择性或增强稳定性。例如，通过引入特定掺杂元素，可以改变材料的电子密度，从而影响其对反应物的吸附能力。 形貌控制（Morphology Control）将是本篇的另一个重要主题。材料的宏观形貌，例如纳米颗粒、纳米线、纳米片、介孔结构等，不仅仅是外观上的差异，它们会深刻影响材料的比表面积、活性位点密度、扩散通道以及机械稳定性。我们将介绍各种形貌控制的策略和技术，例如模板法、溶剂热法、水热法等，并探讨不同形貌下材料所展现出的独特性能。 我们还将深入探讨材料的表面修饰和功能化。通过在材料表面引入特定的化学基团或吸附分子，可以进一步调控其表面性质，例如提高其对特定分子的亲和力，或赋予其新的反应活性。例如，在氧化物表面修饰一层金属纳米颗粒，可以产生协同催化效应，大大提升催化性能。 第三篇：前沿探索与跨界融合——材料科学的新维度 在掌握了材料科学的基础和设计原理后，本篇将带领读者展望材料科学在更广阔领域的前沿探索，特别是其与其他学科的交叉融合所带来的巨大机遇。 我们将探讨纳米材料的奇妙世界。纳米尺度下，材料展现出许多宏观尺度下难以企及的独特性质。纳米催化剂，以其超高的比表面积和独特的量子效应，在化学转化领域展现出巨大的潜力。我们将深入讨论各种纳米材料（如金属纳米颗粒、氧化物纳米颗粒、碳纳米管、石墨烯等）在催化过程中的优势，以及如何通过精准控制纳米材料的尺寸、形貌和组成来优化其催化性能。 功能化纳米复合材料将是另一重点。将不同功能的纳米材料巧妙地结合在一起，可以实现单一材料无法达到的协同效应。例如，将具有光催化活性的纳米颗粒与具有吸附性能的纳米材料结合，可以构建出高效的光催化吸附材料，在环境治理等领域具有广阔的应用前景。 我们还将关注智能材料（Smart Materials）的兴起。智能材料是指那些能够响应外部刺激（如温度、光、电场、磁场等）而改变自身性质的材料。将智能材料的原理引入催化领域，有望开发出可控、可调节的催化剂，实现对化学反应过程的精确控制。例如，温度响应性催化剂可以在特定温度下激活或失活，从而实现反应的开关控制。 最后，我们将探讨计算材料科学（Computational Materials Science）在材料设计与开发中的关键作用。借助强大的计算模拟工具，我们可以预测材料的性质，筛选潜在的候选材料，并深入理解反应机理，从而大大缩短材料的研发周期，提高研发效率。我们将介绍第一性原理计算、分子动力学模拟等计算方法，以及它们如何为材料设计提供理论指导。 本书的目标是为读者提供一个全面而深入的视角，理解材料科学如何成为推动精细化学品生产革新的关键驱动力。通过对材料基础、设计原理和前沿探索的系统阐述，我们希望能够激发读者对材料科学的浓厚兴趣，并启发他们在各自的研究和工作中，以全新的思路去探索和创造具有卓越性能的材料，为解决当今社会面临的挑战贡献力量。

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这本书的排版和插图质量绝对是顶级的，这对于理解那些复杂的表面现象至关重要。我很少见到一本技术类书籍能将复杂的能带结构图、X射线衍射谱图和透射电子显微镜（TEM）图像结合得如此紧密且富有说明性。更令人称赞的是，作者在讨论催化剂中毒与再生时，提供了一系列非常实用的故障排除指南。这些指南是基于多年的工业实践总结出来的，而不是单纯的理论推导。例如，对于硫中毒的详细分析部分，它不仅解释了机理，还列出了现场快速诊断的方法和应急处理措施。对于我们车间技术人员来说，这本书简直就是一本随手可翻阅的“救命稻草”，每次遇到棘手的催化剂寿命问题，都能从中找到新的解决思路。

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这本书简直是为化学工程领域的实践者量身定做的教科书！从我翻开第一页开始，就被它那种严谨而又清晰的叙事风格深深吸引住了。作者没有采用那种晦涩难懂的理论堆砌，而是将复杂的催化剂制备过程，比如负载型催化剂的浸渍、沉淀和焙烧等关键步骤，用近乎手把手的指导方式呈现出来。尤其值得称赞的是，书中对于不同类型反应器中催化剂的性能评价和失活机理的分析，简直是教科书级别的。我记得特别清楚，其中关于孔隙结构对反应动力学影响的章节，用大量的图表和实例数据支撑了观点，让我这个在实际生产线上摸爬滚打多年的工程师，一下子就明白了过去实验中遇到的很多瓶颈问题到底出在哪里。这本书的价值不在于它能告诉你“是什么”，而在于它能告诉你“怎么做”和“为什么这么做”，是真正能提高实际操作水平的宝典。

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说实话，刚拿到这本书时，我有些担心内容会过于偏重基础理论而不够实用，毕竟这个领域更新速度太快了。然而，这本书成功地在理论的深度和应用的广度之间找到了一个完美的平衡点。作者不仅详尽地介绍了贵金属催化剂的修饰技术，还花了大篇幅探讨了非贵金属催化剂，特别是用于新兴的绿色化学过程中的那些新型材料，比如沸石分子筛的结构调控和金属有机框架（MOFs）在催化领域的应用前景。这本书的叙事节奏把握得极好，从宏观的工艺流程图过渡到微观的表面吸附模型，流畅自然，没有丝毫的生硬感。它真正体现了“设计”二字，提供了一套系统的思维框架，指导我们如何根据特定的反应需求，从零开始构思和优化一个催化体系。

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读完这本书，我感觉自己对现代材料科学与化学反应工程的交叉领域有了脱胎换骨的认识。它绝不仅仅是一本关于催化剂配方的工具书，更像是一部深入剖析微观世界与宏观性能之间复杂关系的哲学著作。作者在阐述活性位点设计时，巧妙地融入了量子化学计算的最新进展，用一种非常直观的方式解释了电子结构如何决定催化剂的选择性与转化率。我特别喜欢其中关于“结构敏感性”的讨论，那种对原子尺度上排列组合的敬畏感，让我重新审视了我们日常工作中那些看似微不足道的制备条件调整。这本书的深度足够让研究生进行深入的学术探讨，但其广度又足以让行业内的资深专家从中汲取新的灵感。它挑战了许多传统认知，引领读者去思考催化剂的“生命周期”管理，而不是仅仅停留在制备阶段。

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这是一部跨越传统界限的杰作。它没有局限于传统石油化工的催化领域，而是大胆地将目光投向了能源转型和环境治理的前沿。书中关于二氧化碳捕获与转化（CCU）催化剂的研究，以及光催化和电催化在污染物降解中的应用，展现了作者对未来化学工业发展趋势的深刻洞察力。我尤其欣赏作者对于数据驱动型催化剂筛选的讨论，这预示着该领域正加速向人工智能和高通量实验的方向发展。阅读这本书，就像是为自己的知识库进行了一次全面的“升级换代”，它不仅巩固了已有的知识体系，更重要的是，它为我们指明了未来几年内最具潜力的研究方向。这本书的视野之开阔，结构之严谨，是近十年来同类出版物中少有的佳作。

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这本书的可读性是太差了。。。

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这本书的可读性是太差了。。。

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