Microchemical Engineering in Practice pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Dietrich, Thomas

出品人:

页数:487

译者:

出版时间:2009-6

价格:882.00元

装帧:

isbn号码:9780470239568

丛书系列:

图书标签:

• 微化工
• 微反应器
• 化学工程
• 微流控
• 实验技术
• 分析化学
• 过程强化
• 微型系统
• 化学合成
• 材料科学

好的，这是一本关于工业催化剂设计与应用的深度技术专著的简介。 《先进催化材料的尺度效应、表征与过程强化：从基础研究到工业应用》 作者： [此处可填写真实作者姓名或专业领域资深专家] 出版社： [专业学术出版社名称] 页数： 约 850 页 出版年份： [最新年份] 内容简介 本书深入探讨了现代工业催化领域中，从微观结构设计到宏观反应器工程之间复杂的耦合机制与尺度放大挑战。本书旨在为化学工程师、材料科学家以及从事石油化工、精细化工、环保催化等领域的研发人员，提供一套系统、前沿且实用的技术框架。 核心焦点在于理解和控制催化剂在不同操作尺度（纳米级活性位点、微米级孔道结构、毫米级颗粒形态，直至米级反应器流场）上的性能一致性与有效性。 --- 第一部分：催化剂的结构与性质——多尺度调控基础 (Scales of Catalytic Materials) 本部分首先建立对现代高性能催化剂的微观理解，重点超越了传统的比表面积和孔容概念，聚焦于活性位点的电子结构、几何构型以及它们在载体上的局域环境。 第一章：活性位点的本征性质与调控 详细分析了单原子催化剂 (SACs) 和亚纳米簇的构筑策略，特别是如何利用先进的计算化学（如DFT计算）预测和优化催化活性、选择性和稳定性。讨论了配位环境对手性诱导、电子态转移的关键作用。引入了“有效电子密度”的概念，用以量化金属-载体相互作用（SMSI）对催化性能的非线性影响。 第二章：孔道结构工程与物质/能量传递限制 本章侧重于介孔和宏孔材料的设计，探讨如何平衡催化剂的内在活性与外扩散限制。详细介绍了模板法、自组装技术在构建具有定向孔道（如中孔序结构）中的应用。重点剖析了“内扩散动力学”的数学模型，特别是如何利用“颗粒级反应动力学”来指导孔径分布的优化，确保反应物能有效接触活性位点，同时避免副反应在特定区域富集。 第三章：结构敏感性与催化剂的失活机理 深入讨论了材料结构对反应路径选择性的影响，特别是在涉及多步反应（如加氢脱硫、氧化偶联）中的“结构敏感性”现象。详细阐述了积碳（Coking）、烧结（Sintering）、中毒（Poisoning）的微观机制。引入了失活图谱分析，结合原位/非原位表征数据，建立失活程度与操作条件（温度、压力、进料组成）之间的定量关系模型。 --- 第二部分：先进表征技术与原位分析 (Advanced Characterization and Operando Studies) 本部分强调，在复杂的工业体系中，必须使用能够反映催化剂动态工作状态的表征手段。 第四章：同步辐射与电子显微学的高级应用 聚焦于原位X射线吸收谱（XAS）、同步辐射光电子能谱（SR-PES）在解析反应条件下活性物种电子态变化的应用。结合高分辨透射电子显微镜（HR-TEM）对单个颗粒的形貌演变进行实时追踪，重点讨论如何解析在反应气氛中快速发生的催化剂表面重构。 第五章：光谱与电化学耦合表征技术 详细介绍了原位傅里叶变换红外光谱（In-situ DRIFTS）和拉曼光谱在吸附物种鉴定中的应用，特别是对低浓度表面中间体的捕获。引入了光电化学耦合技术，用于研究在光催化或电催化过程中，电荷分离效率与催化性能的关联。 第六章：反应器集成表征（Reactor Integrated Characterization） 本章提出了将微反应器或固定床小型反应器直接连接至高真空/高压表征设备的集成方案，用以避免“表征-反应”过程中的环境差异。讨论了如何结合反应器进出口组分分析与催化剂原位光谱，构建完整的“催化剂工作状态模型”。 --- 第三部分：过程强化与反应器工程 (Process Intensification and Reactor Engineering) 本书的第三部分将焦点从材料科学转向工程放大，探讨如何将优化后的催化剂性能有效地转化为工业级的经济效益。 第七章：微通道反应器与传热传质的突破 针对高放热/高危反应（如硝化、氧化），详细分析了微反应器技术在传热效率上的革命性优势。建立了微通道内流体动力学（CFD）模型，重点分析了壁面剪切力对催化剂层结构的影响，以及如何利用微流控技术实现高精度控温。 第八章：流化床与浆态床的多相流动模拟 针对大规模生产，深入探讨了多相反应器（如 FCC、费托合成）中的关键工程问题——颗粒持载、床层膨胀、气固/液固接触效率。提供了先进的欧拉-欧拉（Euler-Euler）和欧拉-拉格朗日（Euler-Lagrange）模型在预测床层不均匀性（如沟流、死区）方面的应用案例与参数敏感性分析。 第九章：催化剂寿命与经济性评估模型 本章提供了将催化剂性能转化为工业决策的工具。建立了一套综合性的全生命周期成本（LCC）评估模型，该模型将催化剂的初始成本、再生频率、反应器能耗和产品纯度要求纳入统一的优化框架。讨论了可逆失活的有效再生策略（如氧化、氢处理）在延长催化剂寿命和降低运营风险中的工程实践。 --- 目标读者 本书适合于具有化学工程、材料科学或化学背景的研究生、博士后研究人员，以及化工、能源、环保领域中负责新催化剂筛选、反应器放大和过程优化的工程师和技术管理人员。它不仅是理论参考，更是指导实际工程决策的实用指南。

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