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第1章 绪论1

1.1 绿色化工过程概述1

1.2 绿色化工过程2

1.3 绿色化工发展的主要模式2

1.4 绿色化工过程设计的基本原则4

1.4.1 绿色化学的12条原则4

1.4.2 绿色化工过程设计的12条原则6

参考文献7

第2章 基于循环过程及耦合过程的设计原理9

2.1 基于循环过程的绿色化工过程设计9

2.1.1 设计闭路循环过程9

2.1.2 设计开路循环过程9

2.1.3 对循环过程所用的物质和副产物进行处理，使其中的部分物质进行再利用10

2.2 基于耦合过程原理的绿色化工过程设计10

参考文献12

第3章 基于化工过程强化技术的过程设计原理13

3.1 概述13

3.2 基于过程集成技术的绿色过程设计13

3.2.1 基于反应集成技术的绿色过程设计13

3.2.2 基于分离过程集成技术的绿色过程设计20

3.3 基于能量场强化技术原理的绿色化工过程设计32

3.3.1 超声波场辅助的化学反应过程32

3.3.2 太阳能场辅助技术33

3.3.3 微波场辅助技术33

3.3.4 等离子体场技术35

3.3.5 机械力化学场技术35

3.4 基于先进装备的绿色化工过程设计39

3.4.1 静态混合反应器39

3.4.2 微通道反应器40

3.4.3 超重力反应/分离器41

3.4.4 振荡流反应器42

3.5 利用强化技术设计绿色化工过程的原则及实施步骤43

参考文献44

第4章 基于绿色催化剂体系的过程设计原理48

4.1 绿色固体催化剂48

4.1.1 固体超强酸催化剂48

4.1.2 分子筛催化剂51

4.1.3 杂多化合物催化剂58

4.1.4 高分子酸催化剂62

4.1.5 固体碱催化剂64

4.1.6 碳磺酸催化剂68

4.2 生物及仿生催化剂70

4.2.1 生物催化剂70

4.2.2 仿生催化剂75

4.3 石墨烯基催化剂80

4.3.1 石墨烯的催化相关性质80

4.3.2 石墨烯基催化剂的制备方法81

4.3.3 石墨烯基催化剂的主要表征和分析方法81

4.3.4 石墨烯基催化剂的主要应用81

4.4 离子液体催化剂84

4.4.1 概述84

4.4.2 离子液体的制备方法84

4.4.3 离子液体的表征方法85

4.4.4 离子液体在有机合成中的应用87

参考文献88

第5章 基于绿色合成方法的过程设计原理93

5.1 无机材料的绿色合成方法93

5.1.1 水热合成法93

5.1.2 溶胶-凝胶法94

5.1.3 化学气相沉积法96

5.1.4 局部化学反应法98

5.1.5 低热固相反应101

5.1.6 流变相反应104

5.1.7 先驱物法105

5.1.8 助熔剂法106

5.1.9 高聚物模板法107

5.2 无机材料合成过程的强化技术108

5.2.1 超声场辅助技术108

5.2.2 微波场辅助技术108

5.2.3 微反应技术及微反应器在无机材料制备中的应用109

5.3 基于羟基自由基作用的无机材料合成过程112

5.4 有机材料合成的绿色工艺方法113

5.4.1 清洁介质体系的绿色合成过程113

5.4.2 无溶剂体系的有机合成115

5.4.3 相转移催化116

5.4.4 有机电化学合成118

5.4.5 温控两相催化体系合成121

5.5 高分子材料绿色合成方法124

5.5.1 基于环保溶剂的聚合过程124

5.5.2 辐射交联聚合技术129

5.5.3 等离子体聚合技术132

5.5.4 酶催化聚合技术133

5.5.5 熔融聚合技术136

5.5.6 原子自由基聚合技术136

5.6 绿色有机合成过程设计的基本原则141

参考文献141

第6章 材料循环利用的绿色工艺设计原理150

6.1 概述150

6.2 材料循环利用绿色过程设计基本原则150

6.3 无机工业废弃物循环利用绿色工艺设计151

6.3.1 粉煤灰151

6.3.2 冶炼废渣153

6.3.3 煤矸石154

6.3.4 废催化剂155

6.3.5 废锂电池161

6.4 高分子材料循环利用的绿色工艺设计162

参考文献175

第7章 生物质加工的绿色过程179

7.1 概述179

7.2 生物质主要成分性质及分析方法179

7.2.1 纤维素的物理化学性质179

7.2.2 半纤维素的物理化学性质182

7.2.3 木质素的物理化学性质184

7.2.4 生物质的溶剂体系及溶解规律186

7.2.5 生物质结构及性质的分析方法187

7.2.6 生物质组成分析方法191

7.3 生物质的物理及化学转化原理193

7.3.1 生物质组分的清洁分离原理193

7.3.2 生物质的化学转化原理196

7.4 生物质绿色转化典型产品生产过程分析200

7.4.1 生物质转化为精细化学品200

7.4.2 生物质转化为有机化工原料212

7.4.3 生物质转化为燃料215

7.4.4 生物质基功能材料及复合材料217

7.5 天然油脂的绿色化学转化过程220

7.5.1 简介220

7.5.2 天然脂肪酸（酯）的化学转化原理220

7.5.3 天然脂肪绿色转化过程分析222

参考文献224

第8章 二氧化碳转化的绿色过程233

8.1 概述233

8.1.1 二氧化碳的物理性质234

8.1.2 二氧化碳的化学性质234

8.2 二氧化碳的化学转化原理234

8.2.1 二氧化碳的化学活化原理234

8.2.2 二氧化碳的电化学活化原理237

8.2.3 二氧化碳的光活化原理237

8.3 二氧化碳分离的绿色技术239

8.3.1 吸收法239

8.3.2 吸附法240

8.3.3 膜分离法241

8.3.4 膜分离-吸收联合法241

8.4 二氧化碳转化利用的绿色工艺241

8.4.1 二氧化碳转化为Na2CO3241

8.4.2 二氧化碳转化为有机化工原料的绿色过程242

8.4.3 二氧化碳转化为燃料252

8.4.4 二氧化碳基聚合物255

参考文献260

第9章 海洋资源利用的绿色过程265

9.1 概述265

9.2 具有生物活性的物质提取的绿色过程266

9.2.1 简介266

9.2.2 海洋生物活性物质提取的绿色技术与工艺267

9.2.3 基于能量强化技术的分离过程272

9.3 稀有元素提取的绿色过程276

9.3.1 钾元素277

9.3.2 溴元素278

9.3.3 锂元素280

9.3.4 铀元素281

9.3.5 金元素284

9.4 海水淡化的绿色过程285

9.4.1 蒸馏法淡化技术286

9.4.2 反渗透海水淡化技术287

9.4.3 海水淡化工艺主要技术性能对比288

9.5 海洋聚合物资源的绿色提取过程289

9.5.1 海藻提取海藻酸钠289

9.5.2 贝壳类提取甲壳素291

参考文献293

第10章 绿色化工过程评估原理及应用297

10.1 绿色化学评估的基本准则297

10.1.1 绿色化学的12条原则297

10.1.2 绿色化学工程技术的9条附加原则297

10.2 绿色化工过程的评估方法298

10.2.1 基本概念298

10.2.2 化学化工过程绿色化的度量指标299

10.2.3 绿色化工过程的评估方法302

10.3 生命周期评估方法及应用306

10.3.1 简介306

10.3.2 生命周期评估的基本步骤307

10.3.3 生命周期评估的用途308

10.4 基于绿色度标准的化工过程绿色评价过程311

10.4.1 简介311

10.4.2 绿色度313

10.5 绿色化工过程的技术经济分析325

10.5.1 原料和工艺路线的选择原则325

10.5.2 原辅料及公用工程消耗估算327

10.5.3 项目基本建设投资估算328

10.5.4 项目建设基金筹措过程333

10.5.5 项目的财务评价及盈亏分析334

10.5.6 风险和不确定性分析337

参考文献338