低溫電漿化工是一本2020年出版的圖書，由化學工業出版社出版
基本介紹
- 中文名：低溫電漿化工
- 作者：編者:程易//劉昌俊|責編:任睿婷//杜進祥
- 出版社：化學工業出版社
- 出版時間：2020年
- 開本：16 開
- ISBN：9787122368386
內容簡介,作者簡介,目 錄,
內容簡介
《低溫電漿化工》是《化工過程強化關鍵技術叢書》的一個分冊。本書集中了國內外專家、學者在低溫電漿化工領域的長期研究成果，以具有代表性的實際套用案例為對象，通過全面、深入的研究揭示低溫電漿過程強化的原理、調控方法、新型裝備設計及最佳化。全書共15章，介紹了低溫電漿在實際過程中的廣泛套用，包括催化劑製備、揮發性有機化合物（VOCs）脫除、催化重整、CO2轉化製備高附加值燃料和化學品、材料表面處理、生物技術、現代農業、高級氧化水處理、微通道有機合成、固氮技術、電除塵、工業廢氣處理、氫電漿煤制乙炔、化學氣相沉積製備納米材料、超細粉體製備以及固體廢物處置等，力圖呈現給讀者*、*前沿的低溫電漿化工研發現狀，並展望未來的發展前景。
低溫電漿強化的化工過程科學與技術是目前國際關注的前沿交叉發展領域之一。本書可供化工、材料、環境、能源、資源、醫藥、電子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。
作者簡介
程易，博士，教授。1994年本科畢業於清華大學，2000年獲得清華大學博士學位，師從金涌院士、魏飛教授，2002年獲得全國百篇優秀博士論文。1998～2003年分別在荷蘭和加拿大工作，2003年3月任清華大學副教授，2007年底晉升為教授。長期從事多相化學反應工程研究和新過程開發；近10年來致力於電漿化工和微化工技術的前沿研究工作，主要用於能源、資源、環境、化工等領域的高效率、集約化反應過程開發。以完成人獲得教育部自然科學獎一等獎和中國石油和化學工業聯合會科技進步獎一等獎各一項；曾獲中國石油和化學工業聯合會青年科技突出貢獻獎和全國化工優秀科技工作者、中國顆粒學會寶潔青年顆粒學獎、清華大學教學優秀獎等獎項；入選教育部新世紀優秀人才支持計畫、科技部創新人才推進計畫中青年科技創新領軍人才、國家“萬人計畫”科技創新領軍人才。現為四川大學客座教授、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委員；擔任國內《化工進展》?《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年本科畢業於大連工學院，1988年碩士畢業於大連理工大學（期間作為交換培養研究生在天津大學完成學業），1993年博士畢業於天津大學。1994～1997年在美國作訪問學者。1998年5～11月在瑞士ABB公司任職。1999年在天津大學晉升為教授。2000年建立天津大學-ABB聯合實驗室並任中方主任。2002年獲得國家傑出青年科學基金，2004年獲聘教育部“長江學者獎勵計畫”特聘教授，2011年11月任英國皇家化學會會士。第十二、十三屆全國政協委員。主要開展CO2化學利用、天然氣轉化、電漿化學與材料製備等研究。在鎳催化劑結構性能關係、CO2活化、納米金屬組合材料等方面取得創新研究成果。2014年起連續進入Elsevier“高被引”中國作者（化學工程）榜單。指導的研究生已獲得全國百篇優秀博士學位論文、國家傑出青年科學基金、國家優秀青年科學基金、青年長江學者等。曾任美國化學會（ACS）燃料化學分會2010年程式主席、國際二氧化碳利用大會第十屆大會主席、中國力學會電漿科學技術專業委員會副主任；現任中國化學會催化專業委員會委員，Applied Catalysis B、Journal of CO2 Utilization、Chinese Journal of Catalysis編委，Greenhouse Gases: Science & Technology顧問。
目 錄
章 緒論 /1
節電漿簡介 2
第二節低溫電漿過程強化技術概述 3
一、冷電漿過程強化 3
二、暖電漿過程強化 5
三、熱電漿過程強化 5
第三節低溫電漿化工過程強化的關鍵問題 7
第四節展望 9
參考文獻 9
第二章 冷電漿在催化劑製備中的套用 /11
節冷電漿影響晶體成核與生長原理 11
第二節冷電漿製備催化劑的尺度效應 13
一、輝光放電製備 13
二、介質阻擋氣體放電製備 15
三、射頻電漿製備 16
四、其他電漿 18
第三節冷電漿製備催化劑的結構效應 18
一、輝光放電製備 18
二、介質阻擋氣體放電製備 20
三、射頻電漿製備 22
四、其他電漿 22
第四節冷電漿製備熱敏材料負載催化劑 23
一、多肽、胺基酸類 23
二、大比表面積炭材料 24
三、多孔有機聚合物類 24
第五節冷電漿分解脫除分子篩模板 25
參考文獻 27
第三章 循環模式電漿催化氧化脫除VOCs與納米金催化劑的電漿原位再生 /31
節電漿技術脫除VOCs 31
第二節電漿催化技術脫除VOCs 33
第三節循環模式電漿催化脫除VOCs 36
一、存儲階段相關問題 37
二、放電階段相關問題 39
三、循環模式電漿催化全過程及其穩定性 45
第四節空氣電漿原位再生納米金催化劑 46
一、氧電漿原位再生與N2含量的影響 46
二、空氣電漿原位再生：濕度的影響 50
三、空氣電漿原位再生：交流正弦與脈衝方波高壓放電對比 52
參考文獻 55
第四章 電漿轉化二氧化碳製備高附加值燃料和化工產品 /60
節電漿分解二氧化碳 62
一、電漿分解二氧化碳概述 62
二、電漿協同催化分解二氧化碳 63
第二節電漿催化二氧化碳加氫 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品（以甲醇為例） 66
第三節電漿甲烷二氧化碳重整 67
一、甲烷二氧化碳重整反應 67
二、電漿甲烷二氧化碳重整反應 67
三、電漿甲烷二氧化碳重整反應影響因素 69
四、電漿協同催化甲烷二氧化碳重整 69
第四節電漿轉化二氧化碳的化學反應動力學模擬 71
參考文獻 76
第五章 電除塵器 /82
節引言 82
第二節電除塵器基本原理 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、運行溫度 88
六、本體選型和分區 89
七、離子風 90
第四節收塵效率預測模型 90
一、Deutsch公式及其修正 91
二、電除塵指數 92
三、電除塵指數公式推導 92
四、電除塵指數公式有效性 95
五、ESP指數和顆粒物排放 99
第五節除塵器電場最佳化 100
參考文獻 101
第六章 大氣壓冷電漿在生物技術中的套用 /104
節CAP的產生方法及作用原理概述 104
一、電暈放電 105
二、介質阻擋放電 105
三、裸露金屬電極放電 105
第二節CAP在生物技術中的套用進展概述 107
第三節CAP與生物作用機制 107
第四節CAP在生物技術中的套用 108
一、CAP在殺菌和消毒中的套用 109
二、CAP在生物誘變育種中的套用 110
三、CAP在農業和食品加工中的套用 114
四、CAP在生物醫學中的套用 115
第五節展望 116
參考文獻 117
第七章 氣液電漿高級氧化過程 /123
節氣液電漿高級氧化過程的診斷與機理 124
第二節氣液電漿傳遞與反應特性的可視化研究 126
第三節氣液電漿反應器 130
一、反應器的類型及相對能量效率 130
二、高效反應器設計及套用實例 131
第四節氣液電漿高級氧化的套用研究進展 132
第五節展望 135
參考文獻 135
第八章 微通道氣液電漿有機合成 /142
節微流體過程強化以及電漿相關關鍵概念 143
一、流動化學和微流體反應器 143
二、流動化學合成套用舉例 145
三、低溫電漿輔助有機合成過程 148
第二節過程強化原理 151
一、帕邢定律與微型反應器 151
二、氣液界面自由基傳質與反應的精確控制 152
第三節套用實例 153
一、鼓泡型微通道氣液電漿反應器 153
二、ESR自由基檢測技術在微通道氣液電漿反應器中的套用 161
第四節展望 167
參考文獻 168
第九章 電漿固氮技術 /173
節非熱電漿固氮技術 174
一、非熱電漿固氮技術的優勢 174
二、非熱電漿固氮反應 175
第二節電漿氮氧化物NOx合成 181
一、電漿類型及反應器 181
二、電漿催化NOx合成 184
三、電漿合成NOx的能效 185
第三節電漿合成氨技術 187
一、非熱電漿類型及反應器 188
二、電漿催化合成氨 191
三、電漿合成氨技術的最佳化 193
第四節展望 193
參考文獻 195
第十章 低溫電漿工業套用技術與裝備 /204
節典型的電漿放電現象和設備 204
一、輝光放電 204
二、介質阻擋放電 206
三、滑動電弧放電 208
四、低溫電漿實驗電源和放電實驗裝置 210
第二節低溫電漿材料表面處理 211
一、汽車製造業 211
二、紡織行業 216
三、光伏行業 217
四、農業 218
五、消費電子行業 219
六、生物醫療業 221
第三節低溫電漿工業廢氣處理 223
一、低溫電漿去除污染物的機理 224
二、低溫電漿廢氣處理技術適用對象和套用行業 224
三、低溫電漿工業廢氣處理技術介紹 226
第四節低溫電漿物理農業 233
一、電漿育種 233
二、電漿肥料 235
三、電漿養殖水處理 236
四、電漿冷殺菌技術 237
參考文獻 237
第十一章 暖電漿催化重整 /239
節暖電漿反應器與其重整套用前景 239
第二節暖電漿放電特性及其光電診斷 243
第三節暖電漿重整過程及其影響因素 246
一、實驗定量方法 246
二、電漿重整反應的引發 248
三、電漿重整反應的影響因素 249
第四節高效的滑動電弧電漿催化重整 254
一、生物氣重整 255
二、電能存儲新方法 256
三、液體燃料重整線上制氫 258
參考文獻 259
第十二章 熱電漿煤制乙炔過程的基礎研究和工業發展 /262
節熱電漿法制乙炔概述 262
一、乙炔生產技術 262
二、熱電漿超高溫熱轉化過程特點 263
三、熱電漿法制乙炔的過程原理和研究進展 264
四、熱電漿煤制乙炔過程的關鍵科學技術問題 270
第二節熱電漿煤制乙炔過程研究 271
一、熱力學分析 271
二、煤裂解過程實驗研究 275
三、煤粉熱解動力學 277
四、單顆粒煤粉熱解過程的傳遞和反應分析 281
五、電漿煤裂解過程的跨尺度多相計算流體力學模型和模擬 284
第三節煤制乙炔過程的物流、能流分析和技術經濟評價 288
一、裂解氣烴類循環過程分析 288
二、高溫乙炔產品氣淬冷最佳化和能量利用 293
三、化學淬冷過程聯產乙炔、乙烯 296
第四節展望 299
參考文獻 301
第十三章 熱電漿化學氣相沉積法製備納米材料 /306
節熱電漿在納米材料製備領域的套用概述 307
第二節熱電漿化學氣相沉積納米材料製備過程的關鍵問題 308
一、超高溫化學氣相沉積反應過程線上監測 309
二、材料微觀結構性能調控機制 311
第三節過程強化原理 312
一、熱電漿強化化學氣相沉積原理分析 312
二、典型熱電漿強化化學氣相沉積反應器設計 312
第四節套用實例 314
一、少層石墨烯納米片製備過程研究 314
二、矽/碳化矽納米晶製備過程研究 319
三、以鹽湖資源為原料的高純氧化鎂製備過程研究 328
參考文獻 332
第十四章 熱電漿強化反應及其在製備超細粉體中的套用 /334
節熱電漿強化反應基本過程 334
一、熱電漿的定義和特點 334
二、熱電漿強化反應基本過程 335
三、熱電漿強化過程在微細粉體合成中的套用 336
第二節熱電漿強化反應典型套用 340
一、氬-氫電漿製備超細鎢粉 340
二、氬-氫電漿製備微細鎳粉 344
三、氬-氧電漿製備超細氧化物粉體 349
四、電漿強化還原過程機制 350
第三節電漿強化固相放熱反應製備非氧化物陶瓷粉體 353
一、非氧化物陶瓷粉體製備現狀 353
二、電漿製備非氧化物陶瓷粉體 354
三、電漿強化鎂熱還原合成高溫陶瓷粉體 356
第四節展望 359
參考文獻 359
第十五章 熱電漿在固體廢物處置中的套用 /362
節熱電漿處置固體廢物的意義、原理及發展現狀 362
一、熱電漿處置固體廢物的意義 362
二、熱電漿處置固體廢物的原理 363
三、熱電漿處置固體廢物的發展現狀 365
第二節熱電漿固體廢物處置中的關鍵問題 368
一、電漿熱解反應 368
二、電漿氣化反應 371
三、電漿熔融反應 373
第三節熱電漿固體廢物處置中的過程強化原理 376
一、熱電漿的氣相反應強化 376
二、熱電漿的固相反應強化 383
第四節熱電漿在固體廢物處置中的套用實例 385
一、生活垃圾焚燒飛灰等離子熔融技術研究 385
二、鎮江30 t/d飛灰等離子熔融示範工程 389
三、熱電漿固體廢物處置的其他套用 389
參考文獻 392
索引 /395
