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| 內容簡介： |
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低碳资源的高值化利用已成为替代石油基原料制备基础大宗化学品的重要途径之一，其实现的核心和关键技术是高效催化过程的开发，包括催化新反应、催化新材料和催化新工艺。《低碳资源催化转化基础》针对低碳烷烃、含氧低碳分子等低碳资源的高值化利用，概述了近年来该领域的重要进展与发展趋势。以催化剂设计、催化剂构效关系及工业应用为主线，着重介绍了低碳资源高值化利用的催化反应过程、催化原理及工艺集成的新方法。同时本书还重点介绍了二氧化碳的捕集与分离、气基资源脱硫等化工新技术。《低碳资源催化转化基础》可作为高等院校化学、化工、材料、制药、环境等相关专业研究生或本科生的教材，同时可为相关领域从事科研、开发及生产的工作者提供参考。
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| 關於作者： |
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陆安慧，长江学者特聘教授（2016）、国家自然科学基金杰出青年基金获得者（2012）、入选科技部创新领军人才（2014）和入选中组部“万人计划”（2014），荣获中国化学会-巴斯夫公司青年知识创新奖、辽宁省优秀科技工作者、辽宁省青年科技奖十大英才等荣誉。带领团队立足学科前沿，以解决关键“卡脖子”问题为目标，重原创、重基础、重合作，主要致力于低碳资源转化制大宗基础化学品和高值精细化学品研究，在丙烷脱氢制丙烯、乙醇制高碳醇和芳香醇、超纯电子气体方面开拓创新，努力突破前沿科学问题和关键核心技术难题，逐步形成了具有自主知识产权的技术，解决高端产品完全依赖进口的问题，是辽宁省低碳资源高值转化重点实验室主任。已发表论文310余篇，被引26000余次，连续入选ELSVIER高被引学者，H-index为75，申请国内专利75项，授权50项，申请国际专利5项，授权3项，在国际国内会议多次做大会报告和主题报告，担任多个期刊编委。作为首席科学家承担科技部重点研发计划、国家自然科学基金重点项目、国际合作重点项目等，先后与比利时索尔维集团、中石化、河南建龙、西安凯立、青岛三力等企业签订合作开发项目，推动成果转化。
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| 目錄：
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第1章绪论 1
1.1引言 2
1.1.1低碳资源的概念及种类 2
1.1.2低碳资源催化转化的意义 2
1.2低碳资源催化转化过程 3
1.2.1低碳烃分子的催化转化 3
1.2.2含氧低碳分子的催化转化 5
1.3低碳资源催化转化过程中的废气
排放与处理 6
参考文献 7
思考题 7
第2章甲烷的催化转化 8
2.1引言 8
2.1.1甲烷的资源分布 8
2.1.2甲烷的利用现状 8
2.2甲烷催化转化制合成气 10
2.2.1概述 10
2.2.2甲烷水蒸气重整技术 11
2.2.3甲烷的其他重整技术 24
2.2.4甲烷联合转化技术 27
2.2.5甲烷水煤气变换反应 28
2.3甲烷催化转化制甲醇 33
2.3.1甲烷直接转化技术 33
2.3.2N2O 作为氧化剂 34
2.3.3H2O2 作为氧化剂 36
2.3.4O2 作为氧化剂 37
2.3.5H2O作为氧化剂或助氧化剂 38
2.4甲烷催化转化制特种化学品 39
参考文献 43
思考题 47
第3章乙烷的催化转化 48
3.1引言 48
3.1.1乙烷的资源分布 48
3.1.2乙烷的利用现状 49
3.2乙烷脱氢制乙烯 51
3.2.1乙烷直接脱氢制乙烯 51
3.2.2乙烷蒸汽裂解制乙烯 53
3.2.3乙烷氧化脱氢制乙烯 55
3.3乙烷催化转化制高值化学品 64
3.3.1乙烷选择氧化制乙酸和乙醛 64
3.3.2乙烷芳构化制芳香烃 67
3.3.3乙烷氧氯化制氯乙烯 70
3.4乙烷催化转化新技术 72
3.4.1光催化乙烷转化 72
3.4.2等离子体催化乙烷转化 76
参考文献 78
思考题 81
第4章丙烷的催化转化 82
4.1引言 82
4.1.1丙烷的来源 82
4.1.2丙烷的利用现状 83
4.2丙烷催化脱氢制丙烯 84
4.2.1铂系催化剂 85
4.2.2铬系催化剂 87
4.2.3其他体系催化剂 90
4.2.4丙烷催化脱氢工业技术现状 92
4.3丙烷氧化脱氢制丙烯 93
4.3.1过渡金属氧化物催化剂 93
4.3.2硼基催化剂 95
4.3.3碳基催化剂 98
4.4丙烷催化转化制特种化学品 99
4.4.1丙烷氨氧化制丙烯腈 99
4.4.2丙烷气相硝化制硝基烷烃 102
4.4.3丙烷选择氧化制丙烯酸 105
参考文献 109
思考题 115
第5章甲醇的催化转化 116
5.1引言 116
5.1.1甲醇的生产方法 117
5.1.2甲醇的利用现状 118
5.2甲醇催化转化制高值化学品 121
5.2.1烯烃 121
5.2.2芳烃 136
5.2.3汽油 138
5.2.4含氧化合物 140
参考文献 146
思考题 147
第6章乙醇的催化转化 148
6.1引言 148
6.1.1乙醇的生产方法 149
6.1.2乙醇的物理化学性质 152
6.2乙醇催化转化制高值化学品 152
6.2.1概述 152
6.2.2低碳烯烃 154
6.2.3乙醛 160
6.2.4丁醇及高碳醇 165
6.2.5芳香醇 177
参考文献 180
思考题 184
第7章二氧化碳的催化转化 185
7.1引言 185
7.1.1二氧化碳的利用现状 186
7.1.2二氧化碳的活化与催化转化 187
7.2二氧化碳催化转化制碳一化学品 188
7.2.1合成气 188
7.2.2一氧化碳 195
7.2.3甲酸 199
7.2.4甲醇 203
7.2.5甲烷 211
7.3二氧化碳催化转化制燃料和重要化学品 216
7.3.1烷烃燃料 216
7.3.2低碳烯烃 221
7.3.3二甲醚 224
7.3.4其他重要化学品 230
参考文献 232
思考题 237
第8章二氧化碳的捕集与分离 238
8.1引言 238
8.2二氧化碳排放与温室效应 238
8.2.1二氧化碳排放源 238
8.2.2二氧化碳排放引起的气候变化 241
8.2.3二氧化碳排放的可行解决方案 242
8.3二氧化碳捕集与分离技术 243
8.3.1吸附分离技术 244
8.3.2吸收分离技术 269
8.3.3低温蒸馏分离技术 276
8.3.4膜分离技术 280
参考文献 284
思考题 290
第9章环保与脱硫 291
9.1引言 291
9.1.1含硫化合物简介 291
9.1.2含硫废气治理技术 292
9.2羰基硫净化技术 294
9.2.1羰基硫的脱除方法 295
9.2.2羰基硫水解催化剂 300
9.2.3应用案例 304
9.3二氧化硫净化技术 306
9.3.1湿法脱硫 306
9.3.2干法脱硫 311
9.3.3半干（半湿）法脱硫 316
9.4硫化氢净化技术 317
9.4.1干法脱硫 317
9.4.2湿法脱硫 320
9.4.3克劳斯工艺 323
参考文献 326
思考题 328
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| 內容試閱：
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为应对新一轮科技革命与产业变革，推出“新工科”计划，各级政府、高校和相关企业都在积极探索如何建设新工科。新工科建设中“复旦共识”“天大行动”“北京指南”等对于理解新工科理念发挥了引领性作用。概括地说，新工科理念是面向当前急需和未来产业发展，提前进行人才布局，培养具有创新创业意识、数字化思维和跨界整合能力的新工科人才。新工科建设过程形成的“天大六问”为如何建设新工科专业指出了方向，即问产业需求建专业，问技术发展改内容，问学校主体推改革，问学生志趣变方法，问内外资源创条件，问国际前沿立标准。
配合“新工科”专业建设，大连理工大学推出建设特色学科“新工科”教材，加强新工科教材研究，实现理论体系向教材体系转化、教材体系向教学体系转化、教学体系向学生的知识体系和价值体系转化，进一步增强教材针对性和实效性，加快形成高水平人才培养体系。作为新工科系列教材之一，本书以着眼产业需求、定位技术发展、培养学生专业能力与环保意识为初衷编撰而成。
以石油、煤炭大分子为原料制备大宗化学品是现代工业的基石。但伴随着我国石油资源日渐枯竭，对外依存度不断攀升，烯烃、芳烃等高值化学品的生产将面临供需矛盾更加突出的挑战。低碳烷烃作为一种低碳含量的小分子，在天然气等气基资源中蕴藏丰富，将低碳烷烃经由催化反应过程转化为低碳烯烃等高值化学品，既可缓解我国低碳烯烃原料对石油资源的强依赖性，又可实现低碳烷烃的高值化利用。近年来，生物质资源高效转化技术发展迅速，以乙醇为代表的低碳醇分子在局部区域的生产已相对过剩，可为低碳烯烃、醛、芳香醇等高值化学品的生产提供廉价原料，具有高经济可行性。此外，化石能源的过度使用导致二氧化碳的排放与循环严重失衡，大气中二氧化碳浓度不断增加，作为廉价易得的碳一资源，发展高效分离和催化转化技术，将二氧化碳分离纯化并转化为基础化学品，对于资源的可持续利用、生态文明的和谐发展会产生积极的促进作用。因此，发展以低碳资源替代或部分替代油基原料制备大宗化学品的路线，对于解决经济、资源、环境三者之间的矛盾，推动可持续发展进程有重大战略意义。
催化转化与吸附分离是推动低碳资源高值化利用的主要支撑技术，实现的核心和关键技术则是高效催化过程开发，包括催化新反应、催化新材料、催化新工艺。本书的主要内容包括甲烷、乙烷、丙烷等低碳烷烃以及甲醇、乙醇和二氧化碳等含氧低碳分子的催化转化，以及对气基原料和废气脱硫工艺的介绍。此外考虑到化工过程的控制排放和环保意识，本书对二氧化碳的捕集与分离进行介绍。通过对国内外科研成果与产业发展的文献收集和数据整理，总结了各低碳资源催化转化的路径与发展瓶颈、催化原理解析与催化剂结构及功能创新。
本书写作团队来自大连理工大学化工学院。全书共分为9章：陆安慧教授主编，并撰写了第1章、第4章及第6章；郭洪臣教授与易颜辉副教授撰写第2章；李钢教授与易颜辉副教授撰写第3章；王安杰教授撰写第5章；赵忠奎教授撰写第7章；郝广平教授与陈绍云高级工程师撰写第8章；孙志超副教授撰写第9章。感谢大连理工大学工业催化系郑跃楠博士为修订整理资料所做的大量工作。本书在写作过程中参考了国内外相关文献，特向各位原文献作者致以诚挚的感谢。
本书旨在提供一本关于低碳资源催化原理的教材，并兼顾化工、化学、材料等领域科研人员的学习参考以及相关产业发展与政策制定的借鉴。感谢读者厚爱，并诚恳希望各位专家和读者对书中疏漏与不足之处不吝指出，携手共同努力，促进我国低碳资源催化转化技术及产业的发展。
编者
2024年2月
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