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化工過程強化關鍵技術叢書--微化工技術 版權信息
- ISBN：9787122361837
- 條形碼：9787122361837 ; 978-7-122-36183-7
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>>
化工過程強化關鍵技術叢書--微化工技術 本書特色
微化工技術就是為實現化工過程高效、綠色、安全和可控而發展起來的新技術，是化工學科的前沿方向之一，也被認為是化工產業發展的制高點之一。清華大學微化工技術研究團隊長期致力于微化工技術的基礎研究和產業化技術的開發，針對多相微尺度分散、流動、傳質和反應性能開展應用基礎研究，選擇典型復雜化工過程，開展基于微化工技術的化工過程強化和新化工過程研究，在若干典型工業過程實現了微化工技術的產業化應用。
化工過程強化關鍵技術叢書--微化工技術 內容簡介
《微化工技術》是《化工過程強化關鍵技術叢書》的一個分冊。 微化工技術是指微米或亞微米尺度進行化學反應和化工分離過程的技術，被認為是21世紀化工產業的革命性技術。微化工設備具有多相流動有序可控、比表面積大、傳遞距離短、混合速度快、傳遞性能好、反應條件均一、反應過程安全性高等特點。這就為化工過程的高效率、低能耗、可控和安全奠定了基礎。 本書系統介紹微化工的技術原理、結構特點，傳熱、傳質、反應過程中的優點，微混合器、微換熱器、微分離器、微反應器、微分析器等結構和應用，近期新研究成果和工業放大方法、產業化應用實例等。全書共分為9章，內容包括緒論，微尺度單相流動與混合，微尺度多相流動與分散，微尺度傳遞性能，微尺度反應性能，基于微設備的分離過程強化技術，基于微設備的反應過程強化技術，基于微化工過程的微納材料可控制備，微化工設備的放大和工業應用等。 《微化工技術》可供化工、化學、能源、電子、材料、環境、醫藥等專業領域的科研與工程技術人員閱讀，也可供高等學校相關專業師生參考。
化工過程強化關鍵技術叢書--微化工技術 目錄
章 緒論 / 1
節 微化工技術發展歷程 1
第二節 微化工技術基本原理和特點 6
第三節 微化工設備分類 13
第四節 微化工技術發展趨勢和應用展望 14
參考文獻 18
第二章 微尺度單相流動與混合 / 26
節 概述 26
第二節 微混合器 27
第三節 微尺度混合性能表征方法 29
一、可視化表征方法 30
二、化學分子探針的表征方法 33
第四節 微尺度混合性能及其強化 34
一、微混合器混合性能 34
二、高黏、大流量比體系微尺度混合性能強化 42
參考文獻 54
第三章 微尺度多相流動與分散 / 59
節 微尺度下作用力和無量綱特征數 60
一、微尺度下氣/液作用力分析和無量綱特征數 61
二、微尺度下液/液作用力分析和無量綱特征數 63
第二節 微通道設備和微分散方法及流型 64
一、微通道設備 64
二、微分散方法和分散機理 65
三、微通道內氣/液、液/液兩相流型 71
第三節 氣/液微分散基本規律和數學模型 77
一、T形微通道內錯流剪切氣/液微分散規律 77
二、T形微通道內垂直流剪切氣/液微分散規律 81
三、十字形微通道內垂直流剪切氣/液微分散規律 85
四、相間傳質對于氣/液微分散的影響規律 86
五、微篩孔通道內微氣泡的分散規律 90
第四節 液/液微分散基本規律和數學模型 94
一、微通道表面性質影響和微液滴的單分散性 94
二、微篩孔分散基本規律和模型 97
三、T形微通道內液/液分散規律 102
四、T形微通道內噴射流分散規律 109
第五節 氣/液/液、液/液/液等多相微分散過程 115
一、液/液/液等多相微分散過程 115
二、氣/液/液等多相微分散過程 116
參考文獻 121
第四章 微尺度傳遞性能 / 126
節 微尺度傳熱性能 127
一、概述 127
二、微分散體系內的液/液相間換熱 128
第二節 微尺度氣/液傳質性能 132
一、概述 132
二、氣/液傳質系數在線測定方法 134
三、氣泡運動階段傳質規律 139
四、氣泡生成階段傳質規律 141
五、氣泡流傳質系數預測模型 144
六、氣柱流傳質性能 146
七、氣柱流傳質系數預測模型 148
八、微氣泡群氣/液傳質性能 149
第三節 微尺度液/液傳質性能 152
一、概述 152
二、基于原位相分離的液/液傳質研究方法 154
三、液滴運動階段傳質行為 157
四、液滴生成階段傳質行為 159
五、液滴生成階段傳質模型 162
六、微分散液滴群傳質性能 167
七、極端相比下的液/液傳質性能 171
八、氣相強化液/液傳質過程 172
參考文獻 174
第五章 微尺度反應性能 / 179
節 均相微反應 180
一、重氮乙酸乙酯合成反應 180
二、二氯丙醇環化反應 188
三、丙烯酸聚合反應 190
第二節 氣/液非均相微反應 198
一、CO2吸收反應 199
二、蒽醌加氫反應 211
第三節 液/液非均相微反應 215
一、發煙硫酸與六氫苯甲酸的反應 216
二、硫酸烷基化反應 227
第四節 氣/液/固多相微反應 231
一、納米碳酸鈣制備反應 231
二、聚乙烯醇縮丁醛制備反應 237
參考文獻 245
第六章 基于微設備的分離過程強化技術 / 252
節 微設備內分離過程強化的理論基礎 252
一、微分散體系的傳質行為 252
二、微分散體系傳質過程的模型化 255
第二節 基于微設備的吸收工藝和過程強化 263
第三節 基于微設備的萃取分離工藝和過程強化 267
第四節 基于微設備的反應萃取工藝和過程強化 273
一、反應萃取過程的模型化 275
二、反應萃取過程的動力學特性 277
三、反應萃取過程的選擇性 280
四、基于微設備的磷酸二氫鉀萃取法生產工藝 283
參考文獻 284
第七章 基于微設備的反應過程強化技術 / 286
節 反應過程強化原理 286
一、混合速度快 286
二、優異的傳熱傳質性能 287
三、停留時間和溫度高度可控 288
第二節 均相反應過程強化 290
第三節 氣/液非均相反應過程強化 295
一、氫蒽醌的氧化反應 295
二、模擬空氣氧化THEAQH2的反應性能 297
三、氧氣氧化THEAQH2的反應性能 300
四、反應過程分析及模型建立 302
第四節 液/液非均相反應過程強化 306
一、重排反應中的液/液微分散性能和傳質性能 308
二、液/液微分散體系中重排反應動力學 311
三、微化工系統內貝克曼重排反應性能研究 314
四、基于微化工系統的重排新工藝 317
五、氣體擾動強化液/液微分散體系重排反應過程 318
第五節 液/固非均相反應過程強化 322
一、微反應器內的液滴群分散尺寸和傳質性能 322
二、微尺度下液/液/固非均相氨肟化反應的可行性分析 324
三、微化工系統中液/液/固非均相氨肟化反應性能 325
四、微化工系統中反應性能與現有工藝的對比 328
參考文獻 329
第八章 基于微化工過程的納微材料可控制備 / 334
節 材料制備過程強化的基本原理 335
一、納米材料的可控制備 335
二、微米材料的可控制備 340
第二節 納米材料可控制備技術 344
一、混合性能與納米材料成核-生長的理論基礎 344
二、均相流體系合成納米材料 347
三、非均相體系合成納米材料 353
第三節 納微米纖維材料的制備 366
一、納米纖維材料的可控制備 367
二、多相微流控技術制備微米纖維材料 373
第四節 微球及含特殊結構的微顆粒材料制備技術 380
一、微球顆粒制備 381
二、無機納米顆粒/聚合物微球復合材料 384
三、Janus型液滴及材料 386
四、核/殼結構微米顆粒材料 389
五、多核心結構微球 394
參考文獻 397
第九章 微化工設備的放大和工業應用 / 401
節 微化工設備的放大 401
第二節 膜分散微混合器的研究和應用 403
一、混合器的模型與結構設計 403
二、混合性能 406
三、相間傳質性能 408
四、微設備內的流場 411
五、膜分散微混合器在不同萃取體系中的應用 413
六、膜分散微混合器的放大及其工程應用 418
第三節 微篩孔設備的研究和應用 420
一、反應器的模型與結構設計 420
二、微篩孔陣列微設備的工程應用 421
第四節 微槽反應器的研究和應用 423
一、微槽通道的模型與結構設計 423
二、微槽通道的流動性能 424
三、微槽通道的傳質性能 429
四、微槽通道與商用微通道的對比 433
參考文獻 435
索引 / 438
節 微化工技術發展歷程 1
第二節 微化工技術基本原理和特點 6
第三節 微化工設備分類 13
第四節 微化工技術發展趨勢和應用展望 14
參考文獻 18
第二章 微尺度單相流動與混合 / 26
節 概述 26
第二節 微混合器 27
第三節 微尺度混合性能表征方法 29
一、可視化表征方法 30
二、化學分子探針的表征方法 33
第四節 微尺度混合性能及其強化 34
一、微混合器混合性能 34
二、高黏、大流量比體系微尺度混合性能強化 42
參考文獻 54
第三章 微尺度多相流動與分散 / 59
節 微尺度下作用力和無量綱特征數 60
一、微尺度下氣/液作用力分析和無量綱特征數 61
二、微尺度下液/液作用力分析和無量綱特征數 63
第二節 微通道設備和微分散方法及流型 64
一、微通道設備 64
二、微分散方法和分散機理 65
三、微通道內氣/液、液/液兩相流型 71
第三節 氣/液微分散基本規律和數學模型 77
一、T形微通道內錯流剪切氣/液微分散規律 77
二、T形微通道內垂直流剪切氣/液微分散規律 81
三、十字形微通道內垂直流剪切氣/液微分散規律 85
四、相間傳質對于氣/液微分散的影響規律 86
五、微篩孔通道內微氣泡的分散規律 90
第四節 液/液微分散基本規律和數學模型 94
一、微通道表面性質影響和微液滴的單分散性 94
二、微篩孔分散基本規律和模型 97
三、T形微通道內液/液分散規律 102
四、T形微通道內噴射流分散規律 109
第五節 氣/液/液、液/液/液等多相微分散過程 115
一、液/液/液等多相微分散過程 115
二、氣/液/液等多相微分散過程 116
參考文獻 121
第四章 微尺度傳遞性能 / 126
節 微尺度傳熱性能 127
一、概述 127
二、微分散體系內的液/液相間換熱 128
第二節 微尺度氣/液傳質性能 132
一、概述 132
二、氣/液傳質系數在線測定方法 134
三、氣泡運動階段傳質規律 139
四、氣泡生成階段傳質規律 141
五、氣泡流傳質系數預測模型 144
六、氣柱流傳質性能 146
七、氣柱流傳質系數預測模型 148
八、微氣泡群氣/液傳質性能 149
第三節 微尺度液/液傳質性能 152
一、概述 152
二、基于原位相分離的液/液傳質研究方法 154
三、液滴運動階段傳質行為 157
四、液滴生成階段傳質行為 159
五、液滴生成階段傳質模型 162
六、微分散液滴群傳質性能 167
七、極端相比下的液/液傳質性能 171
八、氣相強化液/液傳質過程 172
參考文獻 174
第五章 微尺度反應性能 / 179
節 均相微反應 180
一、重氮乙酸乙酯合成反應 180
二、二氯丙醇環化反應 188
三、丙烯酸聚合反應 190
第二節 氣/液非均相微反應 198
一、CO2吸收反應 199
二、蒽醌加氫反應 211
第三節 液/液非均相微反應 215
一、發煙硫酸與六氫苯甲酸的反應 216
二、硫酸烷基化反應 227
第四節 氣/液/固多相微反應 231
一、納米碳酸鈣制備反應 231
二、聚乙烯醇縮丁醛制備反應 237
參考文獻 245
第六章 基于微設備的分離過程強化技術 / 252
節 微設備內分離過程強化的理論基礎 252
一、微分散體系的傳質行為 252
二、微分散體系傳質過程的模型化 255
第二節 基于微設備的吸收工藝和過程強化 263
第三節 基于微設備的萃取分離工藝和過程強化 267
第四節 基于微設備的反應萃取工藝和過程強化 273
一、反應萃取過程的模型化 275
二、反應萃取過程的動力學特性 277
三、反應萃取過程的選擇性 280
四、基于微設備的磷酸二氫鉀萃取法生產工藝 283
參考文獻 284
第七章 基于微設備的反應過程強化技術 / 286
節 反應過程強化原理 286
一、混合速度快 286
二、優異的傳熱傳質性能 287
三、停留時間和溫度高度可控 288
第二節 均相反應過程強化 290
第三節 氣/液非均相反應過程強化 295
一、氫蒽醌的氧化反應 295
二、模擬空氣氧化THEAQH2的反應性能 297
三、氧氣氧化THEAQH2的反應性能 300
四、反應過程分析及模型建立 302
第四節 液/液非均相反應過程強化 306
一、重排反應中的液/液微分散性能和傳質性能 308
二、液/液微分散體系中重排反應動力學 311
三、微化工系統內貝克曼重排反應性能研究 314
四、基于微化工系統的重排新工藝 317
五、氣體擾動強化液/液微分散體系重排反應過程 318
第五節 液/固非均相反應過程強化 322
一、微反應器內的液滴群分散尺寸和傳質性能 322
二、微尺度下液/液/固非均相氨肟化反應的可行性分析 324
三、微化工系統中液/液/固非均相氨肟化反應性能 325
四、微化工系統中反應性能與現有工藝的對比 328
參考文獻 329
第八章 基于微化工過程的納微材料可控制備 / 334
節 材料制備過程強化的基本原理 335
一、納米材料的可控制備 335
二、微米材料的可控制備 340
第二節 納米材料可控制備技術 344
一、混合性能與納米材料成核-生長的理論基礎 344
二、均相流體系合成納米材料 347
三、非均相體系合成納米材料 353
第三節 納微米纖維材料的制備 366
一、納米纖維材料的可控制備 367
二、多相微流控技術制備微米纖維材料 373
第四節 微球及含特殊結構的微顆粒材料制備技術 380
一、微球顆粒制備 381
二、無機納米顆粒/聚合物微球復合材料 384
三、Janus型液滴及材料 386
四、核/殼結構微米顆粒材料 389
五、多核心結構微球 394
參考文獻 397
第九章 微化工設備的放大和工業應用 / 401
節 微化工設備的放大 401
第二節 膜分散微混合器的研究和應用 403
一、混合器的模型與結構設計 403
二、混合性能 406
三、相間傳質性能 408
四、微設備內的流場 411
五、膜分散微混合器在不同萃取體系中的應用 413
六、膜分散微混合器的放大及其工程應用 418
第三節 微篩孔設備的研究和應用 420
一、反應器的模型與結構設計 420
二、微篩孔陣列微設備的工程應用 421
第四節 微槽反應器的研究和應用 423
一、微槽通道的模型與結構設計 423
二、微槽通道的流動性能 424
三、微槽通道的傳質性能 429
四、微槽通道與商用微通道的對比 433
參考文獻 435
索引 / 438
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化工過程強化關鍵技術叢書--微化工技術 作者簡介
駱廣生，清華大學化工系教授，博士生導師，國家杰出青年科學基金獲得者，教育部長江學者特聘教授，化學工程聯合國家重點實驗室主任。1988年和1993年先后在清華大學獲學士和博士學位。1993年留校從事教學和科研工作，1995年在法國進行博士后研究工作，2001年赴美國MIT化工系進行高訪研究。入選英國皇家化學會會士（FRSC）、靠前溶劑萃取委員會委會、靠前微反應會議學術委員會成員、靠前標準化組織微氣泡分委員會成員，兼任中國化工學會和中國顆粒學會常務理事、中國化工學會化工過程強化專業委員會副主任委員，擔任“CJChE”、“IECR”、《中國科學－化學》、“Reaction chemistry and engineering”、“Separation and Purification”等多個雜志的執行主編或編委。先后負責和參與國家自然科學基金項目、973項目、863重點項目、教育部博士點基金、北京市科技項目以及中國石化集團和中國石油集團等企業橫向合作項目。發表SCI 論文300余篇，參加完成論著2部、譯著1部和萃取手冊1部，獲授權發明80余件。獲國家技術發明二等獎、國家科技進步二等獎、教育部自然科學一等獎和二等獎及中國石化協會科技進步一等獎和技術發明一等獎等國家和省部級科技獎勵。主要從事微化工技術、分離科學與技術、粉體材料制備等方面的研究工作。
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