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陈洪章 著

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• 气相爆破
• 生物质炼制
• 生物质转化
• 生物质能源
• 化学工程
• 环境工程
• 可再生能源
• 热解
• 生物质预处理
• 能源化工

出版社： 化学工业出版社

ISBN：9787122183880

版次：1

商品编码：11358970

包装：平装

开本：16开

出版时间：2013-11-01

用纸：胶版纸

页数：226

正文语种：汉文

内容简介

　　气相爆破技术用于预处理生物质原料，近年来得到了国内外研究者的广泛重视。笔者基于秸秆与木材在化学组成和结构上的差异，提出对秸秆不加任何化学药品的无污染低压蒸汽爆破新技术，并推广到烟草加工、中草药提取、麻纤维清洁脱胶等行业领域。
　　《气相爆破技术与生物质炼制》系统分析了气相爆破技术原理及固体多组分物料蒸汽爆破组分分离机制，并对气相爆破的工艺设备进行了介绍，重点对其生物质炼制应用工艺进行了阐述。

目录

第1章 气相爆破技术原理与生物质炼制总论
1.1 气相爆破技术概述
1.1.1 气相爆破技术的发展历程
1.1.2 气相爆破技术分类
1.1.3 气相爆破技术最新进展
1.2 生物质炼制与气相爆破技术
1.2.1 生物质概念及其炼制
1.2.2 木质纤维素类生物质的抗生物降解性
1.2.3 物理化学预处理仍是暴露细胞壁纤维素的有效方法
1.2.4 气相爆破技术为核心的生物质炼制的优势
1.3 前景与展望
1.3.1 引言
1.3.2 生物质原料超分子体认知及选择性结构拆分的必要性
1.3.3 生物质原料抗降解屏障的解析及破解途径
1.3.4 生物质炼制过程中机械力学变化情况
1.3.5 生物质炼制过程中的热力学和动力学
1.3.6 生物质工程科学基础
参考文献
第2章 气相爆破技术原理
2.1 气相爆破过程中主要影响参数
2.1.1 概述
2.1.2 原料参数对气相爆破的影响
2.1.3 操作参数对气相爆破的影响
2.1.4 设备参数对气相爆破的影响
2.1.5 产品参数与气相爆破的关系
2.2 水蒸气爆破过程中传递模型及脆性断裂判据建立
2.2.1 概述
2.2.2 水蒸气爆破瞬时泄压阶段的多级模型推导
2.2.3 多级模型的意义
2.2.4 水蒸气爆破强度新内涵
2.3 气相爆破过程中的物化耦合作用机理
2.3.1 概述
2.3.2 气相爆破物理、化学作用对秸秆的半纤维素及木质素降解率的影响
2.3.3 气相爆破物理、化学作用对秸秆孔径分布的影响
2.3.4 气相爆破物理、化学作用对物料渗透性的影响
2.3.5 物理、化学预处理对酶解率的影响
2.4 气相爆破秸秆降解物的溶解热力学研究
2.4.1 概述
2.4.2 温度对气相爆破秸秆中可溶性分子溶出的影响
2.4.3 液固比对气相爆破物料中糖类及酚类物质溶出率的影响
2.4.4 离子强度对气相爆破物料中糖类及酚类物质溶出率的影响
2.4.5 pH对气相爆破物料中糖类及酚类物质溶出率的影响
2.4.6 各类物质最佳溶出条件的选择
2.4.7 气相爆破秸秆降解物的溶解热力学原理
2.5 气相爆破过程发酵抑制物生成动力学研究
2.5.1 概述
2.5.2 气相爆破水洗液中的发酵抑制物成分测定
2.5.3 不同气相爆破条件下的抑制物转化率
2.5.4 气相爆破过程中抑制物产生的动力学参数及转化率方程
2.6 水蒸气爆破技术能耗分析
2.6.1 概述
2.6.2 水蒸气爆破能耗组成
2.6.3 各部分能耗计算公式
2.6.4 水蒸气能耗实验设计
2.6.5 水蒸气爆破总能耗的影响因素
2.6.6 水蒸气爆破过程能耗解析
参考文献
第3章 气相爆破设备
3.1 切断除尘设备
3.1.1 刀辊式切草机
3.1.2 秸秆打包机
3.1.3 秸秆散包机
3.1.4 输送机
3.2 复水及脱水设备
3.2.1 复水设备
3.2.2 脱水设备
3.3 气相爆破装置
3.3.1 分批气相爆破的装置
3.3.2 连续气相爆破的装置
3.3.3 原位气相爆破的装置
3.4 蒸汽发生器
3.4.1 蒸汽发生器概述
3.4.2 电蒸汽发生器
3.4.3 燃油蒸汽发生器
3.4.4 燃煤蒸汽发生器
3.5 接收器
3.6 参数检测设备
3.6.1 动态数据测试系统
3.6.2 压力传感器
3.6.3 温度传感器
3.6.4 固体流量计
3.7 分梳设备
3.7.1 水力梳分装置（保尔筛分仪）
3.7.2 气流分级装置
3.7.3 机械梳分装置
参考文献
第4章 气相爆破过程开发
4.1 气相爆破技术工艺开发过程
4.1.1 气相爆破工艺简介
4.1.2 Iogen水蒸气气相爆破工艺
4.1.3 Stake水蒸气气相爆破工艺
4.1.4 低压无污染水蒸气气相爆破工艺
4.1.5 原位气相爆破工艺
4.1.6 原位多级闪蒸水蒸气气相爆破干燥工艺
4.1.7 水蒸气气相爆破分梳二段工艺
4.2 气相爆破原料的生态产业化开发过程
4.2.1 生物质资源与分布
4.2.2 生物质原料收集输送
4.2.3 木质纤维素原料特性
4.2.4 木质纤维素应用现状及存在问题
4.2.5 木质纤维素原料炼制的必要性
4.2.6 木质纤维素原料炼制
4.2.7 水蒸气气相爆破工艺的过程集成
4.2.8 固相多组分物料生态产业化开发实例
参考文献
第5章 气相爆破物料表征与研究方法
5.1 气相爆破物料结构形貌表征
5.1.1 纤维细胞长宽测定
5.1.2 纤维粗度、毫克根数及重量因子研究方法
5.1.3 显微镜表征
5.1.4 扫描电镜表征
5.1.5 透射电镜表征
5.1.6 原子力显微镜表征
5.1.7 环境扫描电镜表征
5.1.8 X射线衍射表征
5.1.9 分子量测定
5.1.1 0聚合度研究方法
5.2 气相爆破物料组成成分测定
5.2.1 纤维素含量测定
5.2.2 木质素含量测定
5.2.3 半纤维素含量测定
5.2.4 抽提物含量测定
5.2.5 非纤维细胞含量测定
5.2.6 蛋白质含量测定
5.2.7 蜡质含量测定
5.2.8 油脂含量测定
5.2.9 灰分含量测定
5.2.1 0水分含量测定
5.2.1 1 黄酮含量测定
5.2.1 2 果胶含量测定
5.2.1 3 单宁含量测定
5.3 气相爆破物料活性基团测定
5.3.1 甲氧基含量测定
5.3.2 羟基含量测定
5.3.3 羧基含量测定
5.3.4 羧基和酚羟基含量同时测定
5.4 气相爆破物料的颗粒性能表征
5.4.1 粒径分析
5.4.2 分形维数在颗粒表征中的应用
5.5 气相爆破物料的界面性能表征
5.5.1 比表面积测定
5.5.2 界面张力表征
5.5.3 接触角的表征
5.6 气相爆破物料多孔介质性能表征
5.6.1 孔径分布表征
5.6.2 渗透系数表征
5.6.3 多孔介质其他性能的表征
5.7 气相爆破物料的生物力学性能表征
5.7.1 氢键含量表征
5.7.2 拉伸强度
5.7.3 抗压强度
5.7.4 抗弯性质
5.7.5 抗剪强度
5.7.6 硬度和冲击韧性
5.8 气相爆破物料干湿性能表征
5.8.1 含水率干缩性
5.8.2 水的存在状态
5.8.3 纤维饱和点
5.9 气相爆破物料的物化性能表征
5.9.1 化学键能
5.9.2 热力学能
5.9.3 焓值
5.9.4 比热容
5.9.5 热导率
5.1 0气相爆破物料流变学表征
参考文献
第6章 气相爆破技术在生物质炼制中的应用
6.1 气相爆破技术在食品工业的应用
6.1.1 果蔬榨汁残渣加工
6.1.2 肉类剩余物加工
6.1.3 海产品加工
6.1.4 粮食深加工
6.1.5 粗饲料加工
6.2 气相爆破技术在制药行业的应用
6.2.1 中药加工提取过程中的问题
6.2.2 气相爆破中药有效成分的提取
6.2.3 中药气相爆破炮制
6.2.4 以气相爆破技术为核心的药用植物资源生态产业
6.3 气相爆破技术在生物能领域的应用
6.3.1 生物能领域的原料预处理问题
6.3.2 气相爆破技术处理生物能原料的优势
6.3.3 气相爆破技术在生物能领域的典型应用
6.4 气相爆破技术在生物基材料领域的应用
6.4.1 气相爆破提取天然纺织纤维
6.4.2 气相爆破制备天然纤维素纳米纤维
6.4.3 气相爆破秸秆制备人造板
6.4.4 气相爆破秸秆制备溶解浆
6.4.5 气相爆破秸秆液化制备聚氨酯泡沫
6.4.6 蛋白纤维加工
6.5 气相爆破技术在化学品领域的应用
6.5.1 草酸
6.5.2 糠醛
6.5.3 乙酰丙酸
6.5.4 低聚木糖/木糖/木糖醇
6.5.5 柠檬酸
6.5.6 黄原胶
6.5.7 酚酸类物质
6.5.8 二氧化硅
6.5.9 气相爆破技术生产化学品实例
6.6 气相爆破技术在环境保护领域的应用
6.6.1 固体废物危害和处理
6.6.2 有机肥料加工
6.6.3 造纸工业中的应用
6.6.4 气相爆破秸秆制备环保材料
参考文献

前言/序言

《现代材料科学：从基础理论到前沿应用》 本书导读 在人类文明的发展进程中，材料科学始终扮演着至关重要的角色。从早期的石器时代到如今的纳米技术时代，材料的革新与进步深刻地影响了社会的面貌和技术的发展水平。本书《现代材料科学：从基础理论到前沿应用》旨在系统梳理和深入探讨当代材料科学的核心理论框架、关键制备技术以及在各个工程领域的前沿应用，为材料学、化学工程、物理学及相关学科的研究人员、工程师和学生提供一份全面而深入的参考指南。 第一部分：材料科学基础理论 本部分着重构建坚实的理论基础，这是理解材料性能和行为的关键。 第一章：晶体结构与缺陷理论 材料的宏观性能往往源于其微观结构。本章首先详细阐述了晶体的基本概念，包括晶格、晶胞以及各种晶体结构的对称性分析，如面心立方（FCC）、体心立方（BCC）和六方密堆积（HCP）结构。随后，深入探讨了晶体结构中的缺陷——点缺陷（空位、间隙原子、取代原子）、线缺陷（位错，包括刃位错和螺型位错的形成、运动及其对材料塑性的影响）以及面缺陷（晶界、孪晶界）的形成机制和对材料力学性能的决定性作用。我们将结合X射线衍射（XRD）技术，讲解如何通过实验手段确定材料的晶体结构和晶粒尺寸。 第二章：材料的热力学与动力学 材料的稳定性和相变行为受热力学规律的支配。本章从统计力学和相图学的角度，解析了纯组分和多组分系统的相平衡条件，重点阐述了吉布斯相律在理解材料加工过程中的应用。动力学方面，我们将聚焦于扩散理论，包括菲克定律的推导及其在高温合金腐蚀、界面反应中的应用。重点讨论了原子在晶格中的扩散机制，如格点扩散和间隙扩散，并介绍霍尔-斯韦里乌斯方程如何描述温度对扩散速率的影响。 第三章：电子结构与能带理论 理解材料的电学、光学和磁学性质，必须深入其电子结构。本章以量子力学为基础，系统介绍布洛赫定理和晶体周期势场下的电子行为。着重讲解了能带理论，区分导体、半导体和绝缘体中的价带和导带结构。对于半导体，详细分析了本征半导体、N型和P型掺杂的原理，以及费米能级的概念。此外，还将涉及过渡金属和稀土元素的$d$轨道和$f$轨道电子对磁性的贡献。 第二部分：先进材料的制备与表征 本部分聚焦于将理论转化为实际材料的制造工艺和先进的分析手段。 第四章：材料的凝固与成形工艺 凝固过程是决定铸件和焊接件微观结构的关键步骤。本章涵盖了金属、陶瓷和高分子材料的熔融、结晶和凝固动力学。详细分析了宏观凝固（如定向凝固）和微观凝固（如枝晶生长、快速凝固技术）中的传热和传质问题。在成形技术方面，对比了铸造、塑性加工（轧制、锻造、挤压）和粉末冶金技术的优势与局限性，并讨论了增材制造（3D打印）中对材料微观结构控制的新挑战。 第五章：薄膜技术与表面工程 表面是材料与环境相互作用的第一界面，因此表面改性技术至关重要。本章详细介绍了物理气相沉积（PVD，如溅射、蒸发）和化学气相沉积（CVD）等主流薄膜制备技术。重点讨论了如何通过控制沉积参数（温度、压力、气体组分）来调控薄膜的致密性、晶粒尺寸和内应力。在表面工程领域，涵盖了热处理、离子注入、渗碳/渗氮等技术，用以提高材料的耐磨损和抗腐蚀性能。 第六章：材料的结构表征技术 精确的表征是材料研究的基础。本章系统介绍现代材料分析的核心工具。扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）的成像原理、信号产生机制及其在微观形貌分析中的应用；能量色散X射线光谱（EDS）和波谱分析（WDS）如何实现元素定性和定量分析。此外，还将介绍X射线光电子能谱（XPS）对表面化学态的分析能力，以及原子力显微镜（AFM）在纳米尺度形貌和力学性能测量中的作用。 第三部分：功能材料与前沿应用 本部分将理论和技术应用于具体材料体系，展示材料科学在解决当代工程难题中的潜力。 第七章：结构材料的性能与设计 结构材料是承载负荷和提供安全保障的基础。本章聚焦于金属合金、先进复合材料和工程陶瓷的力学行为。对钢材和铝合金等传统材料，深入分析了相变强化、固溶强化、晶界强化等机制。复合材料部分，着重讲解了纤维增强复合材料（FRC）的界面行为、力学性能的各向异性及损伤容限。对先进陶瓷，探讨了其高硬度、高韧性的来源以及微裂纹萌生与扩展的机理。 第八章：能源材料与转换器件 能源领域的突破依赖于新型材料的开发。本章详细剖析了锂离子电池中的电极材料（如高镍正极、硅基负极）的循环稳定性和界面副反应机理。在光电转换方面，深入研究了晶体硅太阳能电池的效率极限，并前沿介绍了钙钛矿太阳能电池的载流子传输特性。此外，还涉及燃料电池中的质子交换膜和催化剂材料的设计原则。 第九章：智能与环境响应材料 本章探讨具有自适应和响应特性的材料体系。形状记忆合金（SMA）和压电陶瓷是研究重点，分析了其马氏体相变和电场诱导相变的可逆性。导电高分子和金属有机框架（MOFs）因其高比表面积和可调孔隙结构，在气体吸附、分离和催化领域展现出巨大潜力。本章将结合计算模拟方法，探讨如何通过分子设计来优化这些智能材料的性能。 第十章：生物医学材料的挑战与机遇 生物医学材料要求极高的生物相容性和特定的生物活性。本章讨论了植入式医疗器械（如骨替代材料、血管支架）所用材料的选择标准。重点解析了生物活性玻璃和羟基磷灰石在骨组织再生中的作用机制。同时，也涵盖了药物缓释载体（如聚合物纳米粒）的设计原理及其在靶向治疗中的应用前景。 本书的编排逻辑清晰，从微观到宏观，从基础到前沿，力求构建一个完整的现代材料科学知识体系，强调理论指导实践、实践反哺理论的良性循环，以期激发读者对材料科学领域持续探索的热情。

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言风格非常清晰、简洁有力，没有丝毫的拖泥带水或故弄玄虚。作者的文字功底非常扎实，能够用精确的学术术语将复杂的科学概念精准地表达出来。例如，在描述反应器的非等温效应时，作者的措辞严谨又不失流畅，使得即使是涉及偏微分方程的推导过程，也显得逻辑清晰、易于理解。我尤其欣赏作者在行文过程中展现出的那种严谨的治学态度，观点鲜明，论证充分，没有出现任何模棱两可的表述。整本书读下来，感觉就像是在接受一位经验丰富、要求严格的导师的系统性指导。它强迫读者必须全神贯注，因为每一个句子都可能蕴含着关键的信息点，这对于培养深度阅读和批判性思维能力是极佳的训练。

评分☆☆☆☆☆

我花了整整一个周末的时间通读了这本书的前三章，最大的感受是作者对基础理论的把握达到了炉火纯青的地步。对于流体力学中的湍流模型和非理想气体状态方程的阐述，简直是教科书级别的精准。作者没有满足于简单罗列公式，而是深入剖析了每个参数背后的物理意义和数学推导过程，逻辑链条环环相扣，让人感到茅塞顿开。特别是关于多相流动的描述，作者巧妙地引入了相界面传输现象的最新研究成果，使得整个论述充满了前沿性。我发现，即便是那些我过去认为已经掌握得比较扎实的知识点，经过作者的重新梳理和深度挖掘后，都能发现新的理解层次。这种将宏观现象与微观机制完美结合的叙事方式，极大地提升了阅读的深度和广度。不过，对于初学者来说，开篇的数学准备可能略显陡峭，可能需要一些背景知识的铺垫才能完全跟上作者的思维节奏。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧设计真是让人眼前一亮，硬壳精装，封面采用了深邃的宝蓝色，配上烫金的书名，那种质感拿在手里就觉得分量十足，一看就是经过精心打磨的学术专著。我尤其欣赏作者在排版上的用心，字体选择的是宋体与微软雅黑的结合，既保证了学术文献的严谨性，又兼顾了现代读者的阅读舒适度。书中的插图和图表质量非常高，线条清晰，色彩运用得当，即便是复杂的热力学模型和化学反应机理图，也能被直观地呈现出来，这对于理解那些抽象的物理化学过程至关重要。而且，作者对参考文献的引用也非常规范，每章末尾的注释系统完整，方便读者进行深入的探究和交叉验证。不过，如果能增加一些与工业应用案例的实景照片或者更详尽的实验流程图，相信对工程实践者来说会是更大的福音。整体而言，这本书在视觉呈现和细节处理上达到了极高的水准，阅读体验非常愉悦。

评分☆☆☆☆☆

说实话，这本书的实用性似乎更偏向于理论研究领域，而非我所期望的工厂实际操作指南。我本以为会看到大量关于反应器操作参数优化、故障诊断与排除的案例分析，或者至少是针对不同规模生产线的工程设计规范。然而，全书的重点似乎更集中于“为什么”和“如何计算”，而不是“实际中该怎么做”。比如，在讨论反应条件控制时，作者详尽地分析了温度梯度对产物选择性的影响，却鲜有提及在实际高压管道中如何精确、经济地实现这种梯度控制的技术难题。这让我感觉这本书更像是一份高水平的学术综述，适合在实验室环境下验证理论模型，但距离工程现场的“实战经验”还有一定的距离。希望后续的版本中能增加一些工程经济学和安全操作规范的章节。

评分☆☆☆☆☆

这本书的内容深度远超我的预期，它更像是一本面向研究生的进阶教材，而不是普通的科普读物。作者在探讨热化学过程时，引入了大量的密度泛函理论（DFT）计算结果来佐证实验观察，这种跨学科的融合令人印象深刻。我特别关注了其中关于催化剂失活机理的章节，作者没有停留在现象描述，而是详细讨论了焦化过程的动力学路径和不同反应条件下的产物分布，并且对几种主流的改进型催化剂进行了对比分析，观点独到且论据充分。这对于正在设计新反应器的科研人员来说，无疑是提供了极具价值的理论支撑。阅读过程中，我不得不频繁地停下来，查阅一些量子化学的专业术语，这虽然增加了阅读的难度，但也切实地拓宽了我的知识边界。这本书显然是为那些不惧怕硬核科学挑战的专业人士量身定做的。