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| 內容簡介： |
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在“双碳”目标背景下，《绿色化学与碳中和》立足化学学科前沿，系统讲授通过化学途径实现碳中和目标的基础科学知识与技术路径。全书以二氧化碳（CO2）资源化利用为核心，主要聚焦于新能源电池、电化学技术、光催化、金属催化、有机小分子催化、离子液体催化以及非金属异相催化七个重要技术领域，系统介绍这些技术实现碳中和的基础知识和研究进展，并对碳中和概念的提出背景予以回顾，同时对未来技术路径进行展望。另外，全书特色性地涵盖了大量国内外有关化学途径利用转化CO2的前沿案例。《绿色化学与碳中和》既可以作为高等院校开展绿色化学与碳中和教学的主要教材或辅助参考书，也可作为“双碳”领域科研人员的参考资料。
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| 目錄：
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第一章 绪论 001
第一节 什么是碳中和 001
第二节 我国实现碳中和的举措 006
第三节 实现碳中和的绿色化学技术 008
第四节 实现碳中和过程中存在的问题 010
参考文献 011
第二章 基于CO2的新能源电池 012
第一节 发展新能源电池的意义 012
第二节 金属-CO2电池 013
第三节 非金属电池 026
参考文献 031
第三章 电化学技术实现碳中和 034
第一节 电化学技术 034
第二节 典型电化学技术促进碳中和 045
第三节 走进电化学技术实现碳中和的世界 060
参考文献 065
第四章 光催化实现碳中和 069
第一节 光催化概论 069
第二节 典型光催化技术促进碳中和 073
第三节 走进光催化实现碳中和的世界 098
参考文献 100
第五章 金属催化实现碳中和 104
第一节 促进碳中和的金属催化剂 104
第二节 典型金属催化技术促进碳中和 108
第三节 走进金属催化实现碳中和的世界 124
参考文献 129
第六章 有机小分子催化实现碳中和 131
第一节 有机小分子催化概述 131
第二节 典型有机小分子催化促进碳中和 138
第三节 走进有机小分子催化实现碳中和的世界 163
参考文献 164
第七章 离子液体催化实现碳中和 168
第一节 离子液体催化助力碳中和 168
第二节 典型离子液体催化技术促进碳中和 179
第三节 走进离子液体催化实现碳中和的世界 195
参考文献 201
第八章 非金属异相催化实现碳中和 205
第一节 非金属异相催化概述 205
第二节 非金属异相催化技术促进碳中和 215
第三节 走进非金属异相催化实现碳中和的世界 238
参考文献 241
第九章 未来展望 244
第一节 人工光合作用 244
第二节 二氧化碳矿化 247
第三节 二氧化碳技术链 249
第四节 二氧化碳制汽油 249
第五节 电转醚工艺 251
参考文献 253
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| 內容試閱：
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“碳中和”这一概念在当今世界已不仅仅是一个环保议题，它代表了一种全球性的共识和行动方向，指向了一个更为深远的目标——构建一个可持续的未来。面对全球变暖步步紧逼的严峻挑战，碳中和已经成为国际组织、各国政府、企业和公民共同追求的目标。它不仅关乎我们赖以生存的地球的健康，更关系到人类社会的长期繁荣与发展。
自工业革命以来，尤其是1750年以后，人类活动对大气中二氧化碳（CO?）浓度的影响日益显著。这种增长趋势不仅打破了自然界的平衡，更对生态系统、人类健康以及全球气候模式造成了深远的影响。2023年，大气中的CO2浓度达到0.04%以上，远超工业革命前的浓度水平，其连锁反应是全球气温的持续攀升、极端天气事件的频繁发生以及生物多样性的严重损失。科学研究已经明确指出，CO2浓度的增加是导致全球变暖的主要原因之一。随着温室效应的加剧，海平面上升、冰川融化、干旱和洪水等自然灾害的发生频率和强度都在增加，这些都对人类社会构成了直接威胁。因此，实现碳中和不仅是对环境的保护，更是对人类自身安全的保障。
化学作为一门基础科学，在实现碳中和目标的过程中扮演着至关重要的角色。它不仅为我们提供了理解和解决碳排放问题的基础理论，还为开发和应用减碳技术提供了强大的工具和方法。化学研究为我们揭示了大气中CO2的循环过程，例如，化石燃料的燃烧释放出大量的CO2，植物通过光合作用吸收并转化CO2。这些研究不仅阐明了CO2的生成机制，还剖析了温室气体对全球气候系统的影响。同时，化学在开发清洁能源和减排技术等方面也发挥着至关重要的作用。再者，化学教育对于提高公众对碳中和重要性的认识至关重要。通过相关化学课程，学生可以学习到碳循环的科学原理、温室气体的化学特性以及减少碳足迹的方法。这些教育不仅能够培养学生的环保意识，还能够激发他们对科学和技术创新的兴趣，培养出一代代致力于碳中和事业的科研和工程人才。
在这样的时代背景下，高等院校作为知识传播和人才培养的重要基地，有责任也有义务帮助学生深刻理解碳中和教育的重要性，并将其融入教育体系中。将碳中和的理念和前沿科研进展研究融入化学专业课程中，不仅能够提升学生对环境问题的认识，更能够激发他们的创新思维和实践能力，为实现碳中和的伟大愿景贡献他们的智慧与力量。
本书根据化学反应类型共分为九章，从知识探究的维度，专业分析每种类型的化学反应，厘清相关知识点，唤起学生的专业好奇心，激发他们的求知欲望；从能力培养和价值引领的维度，立足于案例，激励学生追求卓越、勇攀高峰，引发学生与知识的共鸣，达到知识、能力与思想共同提升的效果。本书既可作为高等院校开展绿色化学与碳中和教学的教材或辅助参考书，也可作为“双碳”领域科研人员的参考资料。
本书由潘英明担任主编，李姝慧、梁英、崔飞虎为副主编。参加本书编写工作的还有林松、陈凯威、潘彦标、林贤辰、秦锦涛、黄玉达、刘泰辰、周杏、方美静、张成林、李扬和武芸杞。本书在编写过程中参阅了大量文献资料，在此向有关作者表示衷心的感谢。中国化学会二氧化碳化学专业委员会秘书长钟地长在百忙之中为本书作序，在此一并表示感谢。
限于编者的水平，书中难免存在不妥之处，敬请兄弟院校师生、同行专家和读者批评指正。
2025年7月
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