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化工過程強(qiáng)化關(guān)鍵技術(shù)叢書化工過程強(qiáng)化關(guān)鍵技術(shù)叢書:低溫等離子體化工
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化工過程強(qiáng)化關(guān)鍵技術(shù)叢書化工過程強(qiáng)化關(guān)鍵技術(shù)叢書:低溫等離子體化工 版權(quán)信息
- ISBN：9787122368386
- 條形碼：9787122368386 ; 978-7-122-36838-6
- 裝幀：一般銅版紙
- 冊(cè)數(shù)：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>>
化工過程強(qiáng)化關(guān)鍵技術(shù)叢書化工過程強(qiáng)化關(guān)鍵技術(shù)叢書:低溫等離子體化工 本書特色
等離子體是除氣、液、固三態(tài)之外的第四態(tài)物質(zhì)。根據(jù)溫度的不同，等離子體可分為高溫等離子體和低溫等離子體。其中，低溫等離子體可分為熱等離子體和冷等離子體（或稱“非熱等離子體”），在能源、化工、材料、環(huán)境、生物技術(shù)、冶金等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。低溫等離子體強(qiáng)化的化工過程科學(xué)與技術(shù)是目前國際關(guān)注的前沿發(fā)展方向之一。 隨著相關(guān)學(xué)科的快速發(fā)展，低溫等離子體參與的化工過程研究和產(chǎn)業(yè)化開發(fā)逐步進(jìn)入蓬勃發(fā)展階段，并不斷取得豐碩成果，也同時(shí)凝練出更多的共性科學(xué)問題和特性的技術(shù)問題。本書作為《化工過程強(qiáng)化關(guān)鍵技術(shù)叢書》的分冊(cè)之一，由清華大學(xué)程易教授和天津大學(xué)劉昌俊教授主編，集成了國內(nèi)外專家、學(xué)者在低溫等離子體化工領(lǐng)域的長期研究成果，力圖呈現(xiàn)給讀者創(chuàng)新、前沿的低溫等離子體化工研發(fā)現(xiàn)狀。
化工過程強(qiáng)化關(guān)鍵技術(shù)叢書化工過程強(qiáng)化關(guān)鍵技術(shù)叢書:低溫等離子體化工 內(nèi)容簡介
《低溫等離子體化工》是《化工過程強(qiáng)化關(guān)鍵技術(shù)叢書》的一個(gè)分冊(cè)。本書集中了靠前外專家、學(xué)者在低溫等離子體化工領(lǐng)域的長期研究成果，以具有代表性的實(shí)際應(yīng)用案例為對(duì)象，通過全面、深入的研究揭示低溫等離子體過程強(qiáng)化的原理、調(diào)控方法、新型裝備設(shè)計(jì)及優(yōu)化。全書共15章，介紹了低溫等離子體在實(shí)際過程中的廣泛應(yīng)用，包括催化劑制備、揮發(fā)性有機(jī)化合物（VOCs）脫除、催化重整、CO2轉(zhuǎn)化制備高附加值燃料和化學(xué)品、材料表面處理、生物技術(shù)、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)、不錯(cuò)氧化水處理、微通道有機(jī)合成、固氮技術(shù)、電除塵、工業(yè)廢氣處理、氫等離子體煤制乙炔、化學(xué)氣相沉積制備納米材料、超細(xì)粉體制備以及固體廢物處置等，力圖呈現(xiàn)給讀者近期新、很前沿的低溫等離子體化工研發(fā)現(xiàn)狀，并展望未來的發(fā)展前景。 低溫等離子體強(qiáng)化的化工過程科學(xué)與技術(shù)是目前靠前關(guān)注的前沿交叉發(fā)展領(lǐng)域之一。本書可供化工、材料、環(huán)境、能源、資源、醫(yī)藥、電子等專業(yè)領(lǐng)域的科研與工程技術(shù)人員閱讀，也可供高等學(xué)校相關(guān)專業(yè)師生參考。
化工過程強(qiáng)化關(guān)鍵技術(shù)叢書化工過程強(qiáng)化關(guān)鍵技術(shù)叢書:低溫等離子體化工 目錄
**章 緒論 /1
**節(jié)等離子體簡介 2
第二節(jié)低溫等離子體過程強(qiáng)化技術(shù)概述 3
一、冷等離子體過程強(qiáng)化 3
二、暖等離子體過程強(qiáng)化 5
三、熱等離子體過程強(qiáng)化 5
第三節(jié)低溫等離子體化工過程強(qiáng)化的關(guān)鍵問題 7
第四節(jié)展望 9
參考文獻(xiàn) 9
第二章 冷等離子體在催化劑制備中的應(yīng)用 /11
**節(jié)冷等離子體影響晶體成核與生長原理 11
第二節(jié)冷等離子體制備催化劑的尺度效應(yīng) 13
一、輝光放電制備 13
二、介質(zhì)阻擋氣體放電制備 15
三、射頻等離子體制備 16
四、其他等離子體 18
第三節(jié)冷等離子體制備催化劑的結(jié)構(gòu)效應(yīng) 18
一、輝光放電制備 18
二、介質(zhì)阻擋氣體放電制備 20
三、射頻等離子體制備 22
四、其他等離子體 22
第四節(jié)冷等離子體制備熱敏材料負(fù)載催化劑 23
一、多肽、氨基酸類 23
二、大比表面積炭材料 24
三、多孔有機(jī)聚合物類 24
第五節(jié)冷等離子體分解脫除分子篩模板 25
參考文獻(xiàn) 27
第三章 循環(huán)模式等離子體催化氧化脫除VOCs與納米金催化劑的等離子體原位再生 /31
**節(jié)等離子體技術(shù)脫除VOCs 31
第二節(jié)等離子體催化技術(shù)脫除VOCs 33
第三節(jié)循環(huán)模式等離子體催化脫除VOCs 36
一、存儲(chǔ)階段相關(guān)問題 37
二、放電階段相關(guān)問題 39
三、循環(huán)模式等離子體催化全過程及其穩(wěn)定性 45
第四節(jié)空氣等離子體原位再生納米金催化劑 46
一、氧等離子體原位再生與N2含量的影響 46
二、空氣等離子體原位再生：濕度的影響 50
三、空氣等離子體原位再生：交流正弦與脈沖方波高壓放電對(duì)比 52
參考文獻(xiàn) 55
第四章 等離子體轉(zhuǎn)化二氧化碳制備高附加值燃料和化工產(chǎn)品 /60
**節(jié)等離子體分解二氧化碳 62
一、等離子體分解二氧化碳概述 62
二、等離子體協(xié)同催化分解二氧化碳 63
第二節(jié)等離子體催化二氧化碳加氫 64
一、二氧化碳加氫合成一氧化碳 64
二、二氧化碳加氫甲烷化 65
三、二氧化碳加氫合成高附加值液體產(chǎn)品（以甲醇為例） 66
第三節(jié)等離子體甲烷二氧化碳重整 67
一、甲烷二氧化碳重整反應(yīng) 67
二、等離子體甲烷二氧化碳重整反應(yīng) 67
三、等離子體甲烷二氧化碳重整反應(yīng)影響因素 69
四、等離子體協(xié)同催化甲烷二氧化碳重整 69
第四節(jié)等離子體轉(zhuǎn)化二氧化碳的化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模擬 71
參考文獻(xiàn) 76
第五章 電除塵器 /82
**節(jié)引言 82
第二節(jié)電除塵器基本原理 83
一、直流電暈放電 84
二、顆粒物荷電 84
三、遷移收集 85
四、振打清灰 85
第三節(jié)除塵效率影響因素 85
一、粉塵粒徑 85
二、比電阻 86
三、電除塵器振打 87
四、高壓電源 88
五、運(yùn)行溫度 88
六、本體選型和分區(qū) 89
七、離子風(fēng) 90
第四節(jié)收塵效率預(yù)測(cè)模型 90
一、Deutsch公式及其修正 91
二、電除塵指數(shù) 92
三、電除塵指數(shù)公式推導(dǎo) 92
四、電除塵指數(shù)公式有效性 95
五、ESP指數(shù)和顆粒物排放 99
第五節(jié)除塵器電場(chǎng)優(yōu)化 100
參考文獻(xiàn) 101
第六章 大氣壓冷等離子體在生物技術(shù)中的應(yīng)用 /104
**節(jié)CAP的產(chǎn)生方法及作用原理概述 104
一、電暈放電 105
二、介質(zhì)阻擋放電 105
三、裸露金屬電極放電 105
第二節(jié)CAP在生物技術(shù)中的應(yīng)用進(jìn)展概述 107
第三節(jié)CAP與生物作用機(jī)制 107
第四節(jié)CAP在生物技術(shù)中的應(yīng)用 108
一、CAP在殺菌和消毒中的應(yīng)用 109
二、CAP在生物誘變育種中的應(yīng)用 110
三、CAP在農(nóng)業(yè)和食品加工中的應(yīng)用 114
四、CAP在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用 115
第五節(jié)展望 116
參考文獻(xiàn) 117
第七章 氣液等離子體高級(jí)氧化過程 /123
**節(jié)氣液等離子體高級(jí)氧化過程的診斷與機(jī)理 124
第二節(jié)氣液等離子體傳遞與反應(yīng)特性的可視化研究 126
第三節(jié)氣液等離子體反應(yīng)器 130
一、反應(yīng)器的類型及相對(duì)能量效率 130
二、高效反應(yīng)器設(shè)計(jì)及應(yīng)用實(shí)例 131
第四節(jié)氣液等離子體高級(jí)氧化的應(yīng)用研究進(jìn)展 132
第五節(jié)展望 135
參考文獻(xiàn) 135
第八章 微通道氣液等離子體有機(jī)合成 /142
**節(jié)微流體過程強(qiáng)化以及等離子體相關(guān)關(guān)鍵概念 143
一、流動(dòng)化學(xué)和微流體反應(yīng)器 143
二、流動(dòng)化學(xué)合成應(yīng)用舉例 145
三、低溫等離子體輔助有機(jī)合成過程 148
第二節(jié)過程強(qiáng)化原理 151
一、帕邢定律與微型反應(yīng)器 151
二、氣液界面自由基傳質(zhì)與反應(yīng)的精確控制 152
第三節(jié)應(yīng)用實(shí)例 153
一、鼓泡型微通道氣液等離子體反應(yīng)器 153
二、ESR自由基檢測(cè)技術(shù)在微通道氣液等離子體反應(yīng)器中的應(yīng)用 161
第四節(jié)展望 167
參考文獻(xiàn) 168
第九章 等離子體固氮技術(shù) /173
**節(jié)非熱等離子體固氮技術(shù) 174
一、非熱等離子體固氮技術(shù)的優(yōu)勢(shì) 174
二、非熱等離子體固氮反應(yīng) 175
第二節(jié)等離子體氮氧化物NOx合成 181
一、等離子體類型及反應(yīng)器 181
二、等離子體催化NOx合成 184
三、等離子體合成NOx的能效 185
第三節(jié)等離子體合成氨技術(shù) 187
一、非熱等離子體類型及反應(yīng)器 188
二、等離子體催化合成氨 191
三、等離子體合成氨技術(shù)的優(yōu)化 193
第四節(jié)展望 193
參考文獻(xiàn) 195
第十章 低溫等離子體工業(yè)應(yīng)用技術(shù)與裝備 /204
**節(jié)典型的等離子體放電現(xiàn)象和設(shè)備 204
一、輝光放電 204
二、介質(zhì)阻擋放電 206
三、滑動(dòng)電弧放電 208
四、低溫等離子體實(shí)驗(yàn)電源和放電實(shí)驗(yàn)裝置 210
第二節(jié)低溫等離子體材料表面處理 211
一、汽車制造業(yè) 211
二、紡織行業(yè) 216
三、光伏行業(yè) 217
四、農(nóng)業(yè) 218
五、消費(fèi)電子行業(yè) 219
六、生物醫(yī)療業(yè) 221
第三節(jié)低溫等離子體工業(yè)廢氣處理 223
一、低溫等離子體去除污染物的機(jī)理 224
二、低溫等離子體廢氣處理技術(shù)適用對(duì)象和應(yīng)用行業(yè) 224
三、低溫等離子體工業(yè)廢氣處理技術(shù)介紹 226
第四節(jié)低溫等離子體物理農(nóng)業(yè) 233
一、等離子體育種 233
二、等離子體肥料 235
三、等離子體養(yǎng)殖水處理 236
四、等離子體冷殺菌技術(shù) 237
參考文獻(xiàn) 237
第十一章 暖等離子體催化重整 /239
**節(jié)暖等離子體反應(yīng)器與其重整應(yīng)用前景 239
第二節(jié)暖等離子體放電特性及其光電診斷 243
第三節(jié)暖等離子體重整過程及其影響因素 246
一、實(shí)驗(yàn)定量方法 246
二、等離子體重整反應(yīng)的引發(fā) 248
三、等離子體重整反應(yīng)的影響因素 249
第四節(jié)高效的滑動(dòng)電弧等離子體催化重整 254
一、生物氣重整 255
二、電能存儲(chǔ)新方法 256
三、液體燃料重整在線制氫 258
參考文獻(xiàn) 259
第十二章 熱等離子體煤制乙炔過程的基礎(chǔ)研究和工業(yè)發(fā)展 /262
**節(jié)熱等離子體法制乙炔概述 262
一、乙炔生產(chǎn)技術(shù) 262
二、熱等離子體超高溫?zé)徂D(zhuǎn)化過程特點(diǎn) 263
三、熱等離子體法制乙炔的過程原理和研究進(jìn)展 264
四、熱等離子體煤制乙炔過程的關(guān)鍵科學(xué)技術(shù)問題 270
第二節(jié)熱等離子體煤制乙炔過程研究 271
一、熱力學(xué)分析 271
二、煤裂解過程實(shí)驗(yàn)研究 275
三、煤粉熱解動(dòng)力學(xué) 277
四、單顆粒煤粉熱解過程的傳遞和反應(yīng)分析 281
五、等離子體煤裂解過程的跨尺度多相計(jì)算流體力學(xué)模型和模擬 284
第三節(jié)煤制乙炔過程的物流、能流分析和技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià) 288
一、裂解氣烴類循環(huán)過程分析 288
二、高溫乙炔產(chǎn)品氣淬冷優(yōu)化和能量利用 293
三、化學(xué)淬冷過程聯(lián)產(chǎn)乙炔、乙烯 296
第四節(jié)展望 299
參考文獻(xiàn) 301
第十三章 熱等離子體化學(xué)氣相沉積法制備納米材料 /306
**節(jié)熱等離子體在納米材料制備領(lǐng)域的應(yīng)用概述 307
第二節(jié)熱等離子體化學(xué)氣相沉積納米材料制備過程的關(guān)鍵問題 308
一、超高溫化學(xué)氣相沉積反應(yīng)過程在線監(jiān)測(cè) 309
二、材料微觀結(jié)構(gòu)性能調(diào)控機(jī)制 311
第三節(jié)過程強(qiáng)化原理 312
一、熱等離子體強(qiáng)化化學(xué)氣相沉積原理分析 312
二、典型熱等離子體強(qiáng)化化學(xué)氣相沉積反應(yīng)器設(shè)計(jì) 312
第四節(jié)應(yīng)用實(shí)例 314
一、少層石墨烯納米片制備過程研究 314
二、硅/碳化硅納米晶制備過程研究 319
三、以鹽湖資源為原料的高純氧化鎂制備過程研究 328
參考文獻(xiàn) 332
第十四章 熱等離子體強(qiáng)化反應(yīng)及其在制備超細(xì)粉體中的應(yīng)用 /334
**節(jié)熱等離子體強(qiáng)化反應(yīng)基本過程 334
一、熱等離子體的定義和特點(diǎn) 334
二、熱等離子體強(qiáng)化反應(yīng)基本過程 335
三、熱等離子體強(qiáng)化過程在微細(xì)粉體合成中的應(yīng)用 336
第二節(jié)熱等離子體強(qiáng)化反應(yīng)典型應(yīng)用 340
一、氬-氫等離子體制備超細(xì)鎢粉 340
二、氬-氫等離子體制備微細(xì)鎳粉 344
三、氬-氧等離子體制備超細(xì)氧化物粉體 349
四、等離子體強(qiáng)化還原過程機(jī)制 350
第三節(jié)等離子體強(qiáng)化固相放熱反應(yīng)制備非氧化物陶瓷粉體 353
一、非氧化物陶瓷粉體制備現(xiàn)狀 353
二、等離子體制備非氧化物陶瓷粉體 354
三、等離子體強(qiáng)化鎂熱還原合成高溫陶瓷粉體 356
第四節(jié)展望 359
參考文獻(xiàn) 359
第十五章 熱等離子體在固體廢物處置中的應(yīng)用 /362
**節(jié)熱等離子體處置固體廢物的意義、原理及發(fā)展現(xiàn)狀 362
一、熱等離子體處置固體廢物的意義 362
二、熱等離子體處置固體廢物的原理 363
三、熱等離子體處置固體廢物的發(fā)展現(xiàn)狀 365
第二節(jié)熱等離子體固體廢物處置中的關(guān)鍵問題 368
一、等離子體熱解反應(yīng) 368
二、等離子體氣化反應(yīng) 371
三、等離子體熔融反應(yīng) 373
第三節(jié)熱等離子體固體廢物處置中的過程強(qiáng)化原理 376
一、熱等離子體的氣相反應(yīng)強(qiáng)化 376
二、熱等離子體的固相反應(yīng)強(qiáng)化 383
第四節(jié)熱等離子體在固體廢物處置中的應(yīng)用實(shí)例 385
一、生活垃圾焚燒飛灰等離子熔融技術(shù)研究 385
二、鎮(zhèn)江30 t/d飛灰等離子熔融示范工程 389
三、熱等離子體固體廢物處置的其他應(yīng)用 389
參考文獻(xiàn) 392
索引 /395
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化工過程強(qiáng)化關(guān)鍵技術(shù)叢書化工過程強(qiáng)化關(guān)鍵技術(shù)叢書:低溫等離子體化工 作者簡介
程易，博士，教授。1994年本科畢業(yè)于清華大學(xué)，2000年獲得清華大學(xué)博士學(xué)位，師從金涌院士、魏飛教授，2002年獲得全國百篇優(yōu)秀博士論文。1998～2003年分別在荷蘭和加拿大工作，2003年3月任清華大學(xué)副教授，2007年底晉升為教授。長期從事多相化學(xué)反應(yīng)工程研究和新過程開發(fā)；近10年來致力于等離子體化工和微化工技術(shù)的前沿研究工作，主要用于能源、資源、環(huán)境、化工等領(lǐng)域的高效率、集約化反應(yīng)過程開發(fā)。以第一完成人獲得教育部自然科學(xué)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)和中國石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會(huì)科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)各一項(xiàng)；曾獲中國石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會(huì)青年科技突出貢獻(xiàn)獎(jiǎng)和全國化工優(yōu)秀科技工作者、中國顆粒學(xué)會(huì)寶潔青年顆粒學(xué)獎(jiǎng)、清華大學(xué)教學(xué)優(yōu)秀獎(jiǎng)等獎(jiǎng)項(xiàng)；入選教育部新世紀(jì)優(yōu)秀人才支持計(jì)劃、科技部創(chuàng)新人才推進(jìn)計(jì)劃中青年科技創(chuàng)新領(lǐng)軍人才、國家“萬人計(jì)劃”科技創(chuàng)新領(lǐng)軍人才。現(xiàn)為四川大學(xué)客座教授、中國顆粒學(xué)會(huì)常務(wù)理事、中國化工學(xué)會(huì)化工過程強(qiáng)化專業(yè)委員會(huì)委員；擔(dān)任國內(nèi)《化工進(jìn)展》?《石油化工》《天然氣化工》，國際Green Processing and Synthesis、Clean Energy、International Journal of Chemical Reactor Engineering等期刊的編委。 劉昌俊，博士，教授。1985年本科畢業(yè)于大連工學(xué)院，1988年碩士畢業(yè)于大連理工大學(xué)（期間作為交換培養(yǎng)研究生在天津大學(xué)完成學(xué)業(yè)），1993年博士畢業(yè)于天津大學(xué)。1994～1997年在美國作訪問學(xué)者。1998年5～11月在瑞士ABB公司任職。1999年在天津大學(xué)晉升為教授。2000年建立天津大學(xué)-ABB聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室并任中方主任。2002年獲得國家杰出青年科學(xué)基金，2004年獲聘教育部“長江學(xué)者獎(jiǎng)勵(lì)計(jì)劃”特聘教授，2011年11月任英國皇家化學(xué)會(huì)會(huì)士。第十二、十三屆全國政協(xié)委員。主要開展CO2化學(xué)利用、天然氣轉(zhuǎn)化、等離子體化學(xué)與材料制備等研究。在鎳催化劑結(jié)構(gòu)性能關(guān)系、CO2活化、納米金屬組合材料等方面取得創(chuàng)新研究成果。2014年起連續(xù)進(jìn)入Elsevier“高被引”中國作者（化學(xué)工程）榜單。指導(dǎo)的研究生已獲得全國百篇優(yōu)秀博士學(xué)位論文、國家杰出青年科學(xué)基金、國家優(yōu)秀青年科學(xué)基金、青年長江學(xué)者等。曾任美國化學(xué)會(huì)（ACS）燃料化學(xué)分會(huì)2010年程序主席、國際二氧化碳利用大會(huì)第十屆大會(huì)主席、中國力學(xué)會(huì)等離子體科學(xué)技術(shù)專業(yè)委員會(huì)副主任；現(xiàn)任中國化學(xué)會(huì)催化專業(yè)委員會(huì)委員，Applied Catalysis B、Journal of CO2 Utilization、Chinese Journal of Catalysis編委，Greenhouse Gases: Science & Technology顧問。
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