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页数:169

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出版时间:2009-4

价格:34.00元

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isbn号码:9787504649454

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• 化学工程
• 学科发展
• 报告
• 2008-2009
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• 工程学

近代以来化学工程学科前沿进展与未来展望 内容提要： 本书全面梳理了自20世纪末至今，全球化学工程领域所取得的标志性突破与深刻变革。聚焦于基础理论研究的重大进展，如反应动力学、过程强化、新型催化材料的开发与应用，以及面向可持续发展的绿色化学工程理念的深入实践。书中重点探讨了传统化工过程的数字化、智能化转型，包括过程模拟、人工智能在化工设计与优化中的集成应用，以及先进分离技术（如膜分离、吸附分离）在能源、环境和生物医药领域的创新应用。此外，本书还对生物化工、能源化学工程（特别是可再生能源转化与储存技术）的最新进展进行了详尽阐述，并对未来十年化学工程学科可能面临的挑战与发展方向进行了前瞻性分析。旨在为相关领域的科研人员、工程师和高等院校师生提供一份兼具深度与广度的前沿参考资料。 --- 第一章：化学工程基础理论的革新与深化 本章深入探讨了过去二十年间，化学工程领域赖以发展的核心理论基础所经历的深刻演变。我们不再满足于宏观尺度的工程描述，而是将研究的焦点深入到微观和介观层面。 1.1 反应工程的尺度效应与多尺度模拟： 反应工程领域的研究重心已明显从传统的现象描述转向对反应机理的精确理解与调控。重点阐述了如何利用计算流体力学（CFD）与分子动力学（MD）相结合的多尺度建模方法，来准确预测复杂反应器（如微通道反应器、固定床反应器）内的传质、传热与反应耦合行为。书中详细分析了活性位点表征技术的发展如何推动了对非均相催化反应机制的精细化解析，特别是在单原子催化剂和高熵合金催化剂设计中的应用实例。 1.2 传质与分离过程的理论突破： 传统的分离理论在新材料的冲击下得到了极大的拓展。本章着重介绍了基于界面科学与拓扑结构设计的先进分离理论。例如，对纳米多孔材料（如MOFs、COFs）的孔隙结构与客体分子相互作用的量子化学计算方法，如何指导新型吸附剂的选择性提升。在膜分离方面，重点分析了渗透汽化、膜接触器等过程的非理想性效应分析，以及如何通过界面工程来克服传统膜材料的性能瓶颈。 1.3 过程强化（Process Intensification, PI）的理论基石： 过程强化已不再仅仅是设备的小型化，而是一种系统性的工程思维转变。本书探讨了PI背后的热力学与动力学优化原理。详细解析了微反应器技术在处理高危、高放热反应时的安全优势，以及其对反应动力学参数测定的精确性贡献。此外，对新型混合技术（如超声波辅助混合、高剪切混合）在加速传质速率方面的理论模型进行了梳理。 --- 第二章：催化科学与新型功能材料 催化剂被誉为化学工业的“芯片”。本章聚焦于面向能源转化、环境治理和精细化学品合成的新一代催化材料及其设计理念。 2.1 活性位点工程与高通量筛选： 随着表征技术的进步，对活性位点的原子级精确控制成为可能。书中详细介绍了原位/非原位光谱技术（如XAFS、拉曼光谱）如何实时监测催化剂在反应条件下的结构演变。重点阐述了利用高通量实验平台和机器学习模型，如何加速新型负载型金属催化剂、单原子催化剂以及酶模拟催化剂的筛选与优化流程。 2.2 能源转化中的电催化与光催化： 为应对气候变化，化学工程正深度介入能源领域。本章详细介绍了电化学合成（如二氧化碳还原、水分解制氢）中的电极材料设计原则，特别是对界面电荷转移动力学和反应中间体的稳定性的研究。在光催化方面，重点分析了半导体光催化剂（如钙钛矿、氮化碳）的带隙工程，以实现可见光驱动下的污染物降解与燃料合成。 2.3 环境友好型催化剂的开发： 强调了非贵金属催化剂在环境净化中的潜力。分析了负载型过渡金属氧化物、硫化物等材料在选择性催化氧化（SOHO）和脱硝反应中的性能优势与稳定性挑战。 --- 第三章：面向可持续性的绿色化学工程实践 绿色化学工程理念已渗透到化工生产的各个环节，本章关注如何通过工程手段实现环境足迹的最小化。 3.1 溶剂工程与反应介质的革新： 本书系统回顾了非常规溶剂在工业应用中的进展。深入讨论了离子液体（ILs）作为可设计溶剂在气体吸收、萃取分离中的性能优势与回收难题。同时，对超临界流体（特别是超临界二氧化碳）在萃取、反应与干燥过程中的应用案例进行了详尽分析，强调了其对无溶剂或少溶剂工艺的贡献。 3.2 碳捕集、利用与封存（CCUS）的工程化挑战： CCUS是当前环境工程的热点。本章详细介绍了胺吸收法、膜分离法、固体吸附法等主流捕集技术在能耗与再生效率方面的工程瓶颈。重点探讨了化学工程如何通过设计新型高选择性吸附剂和开发高效膜材料，来降低捕集过程的巨大操作成本。对于二氧化碳的转化利用，书中分析了甲醇合成、聚合反应等化学转化的工艺流程优化。 3.3 废水资源化与零排放技术： 从传统处理转向资源回收。本章介绍了膜生物反应器（MBR）、高级氧化技术（AOPs）在难降解污染物去除中的最新进展，并特别关注了从高盐、高浓度废水中回收有价金属和盐类的集成工艺设计。 --- 第四章：智能制造与数字化化工 化工过程的复杂性要求引入先进的信息技术进行优化和管理，本章探讨了数字化工具如何重塑化学工程的未来。 4.1 过程模拟与虚拟工厂的构建： 超越传统的稳态模拟，本章重点讨论了动态模拟在操作员培训、故障诊断和先进过程控制（APC）中的应用。详细阐述了如何集成DFT计算结果和反应动力学数据，建立高保真度的“数字孪生”模型，以指导新工艺的放大与优化。 4.2 人工智能与机器学习在化工设计中的渗透： AI技术正成为解决高维、非线性化学工程问题的强大工具。书中展示了深度学习模型在材料性能预测、反应路径优化以及复杂反应器参数寻优中的实际案例。特别探讨了强化学习在优化连续生产过程的实时调度与控制中的前沿探索。 4.3 传感器技术与过程分析技术（PAT）的集成： 实时、在线的质量监测是实现智能制造的关键。本章分析了新型光谱传感器、微流控分析芯片在反应过程中的快速响应能力，以及如何将这些数据流无缝接入工厂控制系统，实现闭环优化。 --- 第五章：生物化工与能源化学工程的交叉前沿 化学工程正在跨界融合生物学和材料科学，以应对生物能源和新型功能材料的需求。 5.1 合成生物学与代谢工程的化工放大： 本章探讨了从实验室发酵罐到工业级生物反应器的放大挑战。重点分析了如何利用工程原理优化细胞培养环境（氧传递、剪切力控制），以提高微生物对目标产物的合成效率。内容涵盖了新型生物催化剂的固定化技术与连续化生产工艺的开发。 5.2 生物质能源转化的高效工程策略： 生物质的高效利用是实现可持续能源结构的关键。书中详细对比了热化学转化（如快速热解、气化）和生化转化路径的工程优势与局限性。重点分析了集成反应与分离（如反应精馏）技术在生物油脱氧和醇类提纯过程中的节能潜力。 5.3 储能技术中的化学工程贡献： 在电池、超级电容器等领域，化学工程的核心作用在于电极材料的制备、电解液的设计以及电池的结构工程。本章详细阐述了固态电解质的界面稳定性、高能量密度电池的快速充放电设备设计，以及燃料电池（尤其是中温/高温PEMFC）的膜电极组件（MEA）工程化问题。 --- 结语：化学工程的未来图景 本书在全面梳理上述前沿进展的基础上，最后展望了化学工程学科未来十年的核心发展方向：深度交叉融合、极端条件下的过程优化、以及对人类健康与地球环境的直接贡献。我们预期，下一代化学工程师将是具备深厚跨学科背景，能够利用数据科学工具，在分子尺度上设计、在系统尺度上优化，并最终推动社会向更清洁、更高效的工业体系迈进的复合型人才。

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这份《2008-2009化学工程学科发展报告》在我的视野中出现时，我首先感受到的是一份严谨与专业。我并非该领域的专家，但我对科技如何影响社会发展始终抱有浓厚的好奇心。2008-2009年，这似乎是一个充满动态的两年。我脑海中立即浮现出一些与化学工程相关的关键词：能源、材料、环境、工艺……我猜想，这份报告会深入探讨在这些领域内，过去两年都发生了哪些重要的变化。例如，在能源领域，是否出现了关于新型能源的开发或传统能源利用效率提升的重大突破？在环境工程方面，化学工程师们又是如何应对日益严峻的污染问题，推动绿色化工的发展？我甚至可以想象，报告中可能会涉及一些关于材料科学与化学工程交叉领域的研究进展，例如新型功能材料的合成与应用。这本书，对我而言，不仅仅是一份学科报告，更像是一个历史的片段，记录了化学工程师们在特定时期内，如何运用他们的知识和技能，去解决实际问题，去推动技术进步。我期待它能为我打开一扇窗，让我更深入地理解化学工程这个学科的魅力及其对我们生活的影响。

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这本书的标题《2008-2009化学工程学科发展报告》立刻引起了我的注意。我并非化学工程领域的专业人士，但作为一个对科学技术发展趋势保持高度关注的普通读者，我一直试图通过各种渠道来了解各个学科的最新动态。2008-2009年，这是一个在全球范围内都充满变化和挑战的时期，而化学工程作为连接基础科学与工业生产的关键桥梁，其发展必然也反映了当时的时代特点。我很好奇，这份报告会聚焦于哪些方面？是关于新能源的开发与利用，例如在生物质转化、储能技术等方面的进展？还是关于绿色化学和可持续发展的理念如何在化工生产中得到更广泛的实践，比如减少三废排放、提高资源利用效率？抑或是，报告中会探讨一些新兴技术的应用，例如纳米技术、生物工程在化学工程领域的融合，以及它们所带来的潜在变革？我期待这本书能够以一种清晰、有条理的方式，为我描绘出这一时期化学工程学科的发展蓝图，让我了解到在这个快速变化的时代，化学工程师们是如何通过他们的智慧和努力，为解决人类面临的重大问题贡献力量。这本书，对我来说，就像是打开了一扇通往化学工程世界的大门，让我得以窥见其深邃与广阔。

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当我看到《2008-2009化学工程学科发展报告》时，我立刻被它所蕴含的深度所吸引。我并非此领域的专业研究者，但作为一个热爱探索科学前沿的普通读者，我对能够系统性梳理某一学科发展脉络的读物总是充满期待。2008-2009年，这是一个在全球科技领域都可能孕育着重大变革的时期。我好奇，这份报告将如何呈现化学工程学科在这段时间内的发展轨迹？它是否会重点关注能源转型，比如在生物质能、氢能等新能源技术方面的进展，以及它们在化工生产中的应用？或者，报告会深入探讨绿色化学和可持续发展理念的实践，例如在减少工业排放、提高资源利用效率、开发环保型工艺等方面的创新？我甚至可以想象，报告中可能会出现对一些前沿技术，如纳米技术、生物技术在化学工程领域的融合与应用，以及它们所带来的潜在影响的分析。这本书，对我来说，不仅仅是一份枯燥的学术文件，更是一部浓缩的科技发展史，它将让我有机会窥见化学工程这一重要学科是如何在应对时代挑战中不断前行的。

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这本书，我是在一个偶然的机会下翻到的。当时我在书店里闲逛，搜寻一些能够启发我思考的读物，无意间目光被它吸引。封面的设计朴实无华，但内容却透着一股沉甸甸的分量。我随手翻开几页，发现它并非那种流于表面的科普读物，而是深入到化学工程学科的肌理之中。从它精炼的标题“2008-2009化学工程学科发展报告”就能看出，这无疑是一份高度专业化的梳理。虽然我并非化学工程领域的专业人士，但字里行间透露出的严谨和深度，让我立刻产生了一种想要深入了解的冲动。我脑海中浮现出那些在实验室里挥洒汗水，在生产线上默默耕耘的工程师们，他们是如何一步步推动着这个学科的进步？这份报告，想必就是他们集体智慧的结晶，是对过去一年两年里，这个领域所取得成就和面临挑战的全面总结。我不禁开始想象，这份报告会涉及到哪些具体的技术突破？是关于催化剂的革新，还是分离技术的进步？亦或是绿色化学的理念是如何在实践中落地生根的？或许还会探讨一些前沿的研究方向，例如纳米材料在化工领域的应用，或者生物技术与传统化工的融合。这本书，对我来说，不仅仅是一份报告，更像是一扇窗户，让我得以窥见化学工程这个庞大而复杂的领域的全貌，了解它如何影响着我们的生活，又将如何塑造我们的未来。

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当我第一次看到《2008-2009化学工程学科发展报告》这本书时，我的第一反应是它可能是一本相当厚重、内容专业的学术著作。然而，作为一个对科学发展抱有普遍好奇心的读者，我更愿意将其视为一个了解某个领域动态的窗口。2008-2009年，这是一个相对特定的时间段，我很好奇在这个时间点，化学工程领域有哪些重要的突破或者面临哪些关键的挑战。我脑海中不由自主地浮现出一些相关的概念，比如能源效率的提升，新材料的开发，或者环保技术的应用。化学工程，作为连接基础科学与工业生产的关键学科，必然在这一时期经历了许多重要的演变。这份报告，或许会详细记录下那些在研发前沿的科学家们所取得的成就，以及工程师们如何在工业生产中将这些成果转化为实际应用。我期待它能够解答我的一些疑问：在应对全球气候变化和资源短缺的双重压力下，化学工程界是如何积极响应的？有没有出现一些颠覆性的技术，改变了传统的生产模式？这本书，对我而言，不仅仅是一份枯燥的数据汇集，更是一份生动的历史记录，它将展现化学工程这个学科如何以其独特的方式，推动着人类社会的进步和可持续发展。

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作为一名对科学发展趋势抱有浓厚兴趣的普通读者，我总是渴望能够了解那些推动社会进步的幕后力量。化学工程，这个名字听起来既熟悉又陌生，我知道它与我们的日常生活息息相关，从我们使用的塑料制品到我们呼吸的空气，似乎都与它有着千丝万缕的联系。而《2008-2009化学工程学科发展报告》这样一个标题，则像是一张地图，指引我探索这个领域的过去与现在。《2008-2009》这个时间跨度，让我联想到这是一个充满变革的时代，全球经济的波动，环保意识的觉醒，技术创新的加速，这些因素都可能对化学工程的发展产生深远的影响。我很好奇，在这两年里，有哪些重要的科研成果被提出并实现了？在能源危机日益严峻的背景下，化学工程师们是否在开发更清洁、更高效的能源解决方案？在环境保护的浪潮中，他们又是如何应对工业污染，推广绿色生产工艺的？这本书，或许会为我解答这些疑问，它会用严谨的数据和深入的分析，勾勒出化学工程学科的演进轨迹，让我看到这个学科是如何在应对时代挑战中不断自我革新的。我甚至可以想象，这份报告中可能会包含一些关于学科人才培养的讨论，毕竟，任何学科的发展都离不开一代又一代优秀人才的支撑。

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我平时很少阅读专门针对某一学科发展历程的报告，但《2008-2009化学工程学科发展报告》这个书名，却激起了我探索的兴趣。我猜想，这本书不仅仅是一份简单的数据罗列，而更像是一份对过去两年里，化学工程领域所取得成就、面临挑战以及未来发展趋势的系统性总结。2008-2009年，这可能是一个充满变革的关键时期。我很好奇，报告中是否会详细阐述在应对全球能源危机和环境污染等问题上，化学工程学科是如何发挥作用的？比如，在新能源技术如生物燃料、高效催化剂、先进分离技术等方面的突破，又或者在绿色化工工艺、工业废弃物资源化利用等方面的进展。我甚至可以想象，这份报告中可能会涉及到一些关于学科前沿研究方向的探讨，例如纳米材料在化工领域的应用、生物化工与传统化工的交叉融合，以及数字技术在化工生产中的渗透。这本书，对我而言，不仅是对化学工程这个专业领域的了解，更是对人类如何利用科学技术解决现实问题的深刻洞察。我希望通过阅读它，能够更清晰地认识到化学工程在现代社会中的重要地位，以及它如何不断推动着人类文明的进步。

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当我第一次注意到《2008-2009化学工程学科发展报告》这本书时，我便被它所传达出的信息所吸引。我不是化学工程专业的学生，但作为一个对科学技术发展史抱有极大兴趣的普通读者，我总是在寻找能够帮助我了解不同学科最新进展的读物。2008-2009年，这是一个相对特定的时间跨度，我很好奇，在这两年里，化学工程这个领域究竟有哪些重要的里程碑式的进展或者新的研究热点。我猜想，这份报告会深入探讨在能源、材料、环境等关键领域，化学工程学科所扮演的角色以及取得的成就。例如，在能源方面，它是否会关注到更清洁、更高效的能源生产和储存技术的发展，比如在燃料电池、生物燃料的化工生产工艺方面？在环境方面，报告又是否会介绍化学工程师们在减少工业污染、开发绿色化工工艺、实现废弃物资源化利用方面的努力和创新？我甚至可以想象，书中还会涉及一些关于新型材料的开发与应用，或者生物技术与化学工程的交叉融合研究。这本书，对我而言，就像是一张化学工程学科在那个时期的“年鉴”，它将帮助我理解这个学科是如何随着时代的发展而不断进步，又是如何为解决人类社会面临的挑战贡献力量的。

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我在阅读一本新书时，通常会被那些能够引发我深入思考的内容所吸引。《2008-2009化学工程学科发展报告》这个书名，立刻在我的脑海中勾勒出一个学术性强、信息量大的形象。我并非化学工程的专业人士，但作为一名对科技发展史保持好奇心的读者，我对任何能够系统性梳理某一学科发展脉络的读物都抱有极大的兴趣。2008-2009年，这是一个全球经济格局正在发生微妙变化的时期，也是科技创新加速的年代。我想象中，这份报告会对这一时期化学工程领域内的重大进展进行详尽的阐述。它是否会关注到新能源技术的发展，比如生物燃料、太阳能光伏材料的化工生产过程？或者，它会深入探讨在日益严格的环保法规下，化学工业如何实现绿色转型，减少碳排放和污染物排放？我甚至期待，报告中会提及一些基础研究的突破，比如在催化剂设计、反应工程优化、分离技术创新等方面的新发现。这本书，对我而言，不仅是了解化学工程学科的窗口，更是一面镜子，折射出这个学科如何与宏观的社会经济发展相互作用，如何解决人类面临的现实问题。我希望通过阅读这本书，能够获得对化学工程领域更宏观、更深刻的认知，理解它在我们生活中扮演的不可或缺的角色。

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《2008-2009化学工程学科发展报告》这个书名，立刻让我联想到一份具有相当学术深度和信息量的读物。虽然我不是化学工程领域的专业人士，但作为一名对科学技术发展趋势始终保持好奇心的读者，我对任何能帮助我了解特定领域动态的报告都充满兴趣。2008-2009年，这是一个充满变数的时代，全球经济的起伏，环境问题的日益突出，以及科技创新的不断涌现，都可能对化学工程学科的发展产生深远影响。我很好奇，这份报告会如何勾勒出这一时期化学工程的图景？它是否会聚焦于能源效率的提升和新能源的开发，例如在太阳能、风能相关的化工生产过程中的进展？抑或是，报告会详细阐述在环境保护日益受到重视的背景下，绿色化学和可持续工程的理念是如何在实践中得到推广，例如在减少污染物排放、提高反应选择性、优化分离过程等方面的创新？我甚至可以想象，这份报告中还会提及一些关于材料科学、生物技术等相关领域与化学工程的交叉与融合，以及它们所带来的新的研究方向和应用前景。这本书，对我而言，就像是一份时代的剪影，展现了化学工程学科在特定历史时期内的成长与演变，以及它为解决人类面临的重大挑战所做的贡献。

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