生物質加工和轉化中的綠色化學

《生物質加工和轉化中的綠色化學》一書的作者是 Haibo Xie ，翻譯是曹崢。是2015年由機械工業出版社出版，是一部國際環境工程先進技術譯叢。

本書專注於綠色化學在生物質加工與轉化中的套用，系統地介紹了將綠色化學技術整合到生物質加工與轉化研究領域的最新進展。

基本介紹

• 書名：生物質加工和轉化中的綠色化學
• 作者：Haibo Xie
• 譯者：曹崢
• ISBN：978-7-111-48715-9
• 頁數：408
• 定價：98.00
• 出版社：機械工業出版社
• 出版時間：2015年2月
• 裝幀：平裝
• 開本：16
• 叢書名：國際環境工程先進技術譯叢

內容簡介

本書專注於綠色化學在生物質加工與轉化中的套用，系統地介紹了將綠色化學技術整合到生物質加工與轉化研究領域的最新進展。作者重點討論了生物質轉化過程中用到的主要實驗方法（離子液體、超臨界二氧化碳、非均相催化、熱解、微波、超聲、微生物技術等），同時對其中一些新技術對於環境和生態毒性的廣泛影響進行了闡述。相比於其他生物質領域書籍，本書更側重於生物質在分子層面上轉化的討論，非常適合有志於在生物質加工與轉化研究領域開展新研究的廣大學者，同時也是本領域科研人員了解最新技術進展的重要參考資料。

目錄

譯者序
原書序
原書前言
貢獻者
關於作者

第1章

生物質和生物煉製導論

1.1簡介1
1.2生物煉製技術和生物煉製系統3
1.2.1背景3
1.2.2LCF的生物煉製3
1.2.3全作物生物煉製5
1.2.4綠色生物煉製7
1.2.5雙平台生物煉製概念9
1.3平台化合物10
1.3.1背景10
1.3.2生物技術在生產平台化合物中擔當的角色11
1.3.3綠色生物質分離和能源方面12
1.3.4綠色生物煉製的質量和能量流動14
1.3.5綠色作物分離過程的評估16
1.4綠色生物煉製：經濟和生態層面17
1.5展望：以GJ為原料生產L-賴氨酸-L-乳酸18
1.6小結19
參考文獻19

第2章

綠色化學的最新進展

2.1簡介25
2.2綠色化學25
2.2.1綠色化學的十二項原則25
2.3綠色化學的十二項原則案例26
2.3.1預防26
2.3.2原子經濟性29
2.3.3低毒害的化學合成31
2.3.4設計較安全的化合物35
2.3.5使用較安全的溶劑與助劑36
2.3.6有節能效益的設計38
2.3.7使用可再生資源作為原料39
2.3.8減少運用衍生物40
2.3.9催化42
2.3.10可降解設計46
2.3.11及時分析以防止污染48
2.3.12採用本身安全且能夠防止意外發生的化學方法49
2.4小結51
2.5展望52
2.5.1由可再生的5-氯甲基糠醛合成雷尼替丁52
2.5.2一鍋法有機催化53
縮略語58
致謝59
參考文獻59

第3章

基於IL的生物煉製

3.1簡介66
3.2IL及其綠色所通向的可持續的生物煉製66
3.3用於生物質加工和轉化的IL68
3.3.1IL溶解生物聚合物的機制68
3.3.2基於IL的生物煉製的概念69
3.3.3IL中的木材化學69
3.3.4源於IL中生物質的可持續材料71
3.3.5源於IL中生物質的增值化學品73
3.3.6通過IL生產生物柴油89
3.4用於生物煉製的IL的毒性和生態毒性93
3.4.1概述93
3.4.2毒性研究94
3.4.3用於生物煉製的IL的毒性104
3.4.4用於生物煉製的IL的生物降解性105
3.4.5關於IL的毒性和生物降解性的結論106
3.5小結與展望107
3.6相關的IL：全稱和縮略語108
致謝110
參考文獻110

第4章

基於水的生物煉製

4.1簡介119
4.2基於水的生物煉製的基本原理119
4.2.1在SCW中處理生物質的能源效率120
4.2.2水在SCW狀態下獨特的可調諧屬性121
4.2.3適用於生物質提煉、預處理、分離和轉化的介質121
4.3利用水預處理LC以生產生物燃料/生物化學品/生物材料122
4.4利用水提煉增值化學品126
4.4.1熱水提取硬木127
4.4.2熱水提取中溶解的非碳水化合物來源的材料127
4.4.3不溶組分127
4.4.4可溶組分129
4.4.5熱水提取中溶解的非碳水化合物來源材料的潛在套用130
4.4.6膠粘劑130
4.4.7木質素基聚合物共混物130
4.4.8生產氧化芳香族化合物131
4.4.9可溶組分的分離和潛在用途131
4.5生物質在水中的熱解和氣化132
4.5.1生物質在水中的熱解132
4.5.2生物質在水中的氣化135
4.6生物質在SCW中的化學轉化139
4.6.1半纖維素和纖維素140
4.6.2單糖142
4.6.3木質素144
4.6.4甘油三酯和脂肪酸148
4.6.5甘油149
4.6.6蛋白質和胺基酸150
4.7機遇、挑戰與展望151
參考文獻152

第5章

用於生物煉製的良性介質——超臨界CO2

5.1簡介160
5.2CO2的性質160
5.3生物煉製中CO2的使用163
5.4利用CO2的提取166
5.5脂類的提取167
5.6從LCF中提取二次代謝產物168
5.6.1角質層蠟的潛在套用172
5.6.2利用scCO2提取的經濟考慮173
5.6.3生物質緻密化175
5.7scCO2中的反應175
5.8小結與展望177
參考文獻177

第6章

纖維素在NaOH/尿素水溶液中的溶解和套用
6.1簡介182
6.2低溫下纖維素在NaOH/尿素水溶液中的溶解和機理183
6.3溶液性質190
6.4新型溶劑系統中製備的新型纖維素材料191
6.4.1新型纖維素纖維192
6.4.2新型纖維素膜196
6.4.3新型纖維素凝膠201
6.4.4用於合成纖維素衍生物的新介質205
6.5小結與展望209
致謝210
參考文獻210

第7章

由LC生產化學品、燃料和材料的有機溶劑生物煉製平台215
7.1簡介215
7.2有機溶劑乙醇法216
7.3有機溶劑乙醇法中的化學216
7.3.1木質素的反應216
7.3.2纖維素和半纖維素的反應218
7.4有機溶劑乙醇法作為生物煉製平台219
7.4.1有機溶劑乙醇法生物煉製平台219
7.4.2有機溶劑乙醇法預處理的質量平衡221
7.5有機溶劑乙醇法底物的酶解223
7.6有機溶劑乙醇法木質素的特性和套用224
7.6.1有機溶劑乙醇法木質素的特性224
7.6.2基於有機溶劑乙醇法木質素的聚合物材料226
7.7來自有機溶劑型木質素的碳纖維226
7.8有機溶劑型木質素的抗氧化能力227
7.9有機溶劑乙醇法中可回收的化學品229
7.10小結230
參考文獻231

第8章

生物質熱解油及其產品升級234
8.1簡介234
8.2生物油的製備234
8.3生物油237
8.3.1組成和物理化學性質237
8.3.2生物油的組成238
8.4生物油的升級239
8.4.1氫化239
8.4.2催化裂化241
8.4.3蒸汽重整241
8.4.4乳化242
8.4.5轉化成穩定的含氧化合物243
8.4.6從生物油中提取的化學品245
8.4.7其他生物油升級方法246
8.5小結247
參考文獻248

第9章

用於LC生物煉製的微波技術250
9.1簡介250
9.2微波加熱的原理和特性250
9.3微波吸收功率和穿透深度251
9.4用於木質生物質預處理的微波輻射系統252
9.4.1LC生物煉製的微波輔助反應253
9.4.2利用鉬酸銨和過氧化氫的酶解糖化LC的微波輔助反應254
9.4.3頑拗型軟木的微波輔助甘油解反應254
9.5小結與未來展望257
參考文獻257

第10章

利用微生物的生物煉製259
10.1關於生物轉化的簡介259
10.2微生物轉化的綠色環保性259
10.3生物質向生物燃料的生物轉化260
10.3.1生物質作為原料260
10.3.2生物乙醇263
10.3.3生物丁醇265
10.3.4生物柴油及相關產品265
10.4生物質向大宗化學品的生物轉化267
10.5機遇與挑戰269
10.6展望271
參考文獻272

第11章

用於生物質轉化的非均相催化劑276
11.1關於非均相催化的綠色環保性的簡介276
11.2設計和選擇非均相催化劑276
11.2.1固體酸和固體鹼催化劑277
11.2.2負載型金屬催化劑281
11.3關於新的非均相催化系統最新進展的簡介283
11.3.1利用非均相催化劑由生物質生產5-羥甲基糠醛283
11.3.2利用非均相催化劑將纖維素轉化為多元醇288
11.3.3利用非均相催化劑生產生物柴油293
11.4機遇與挑戰298
11.5展望299
參考文獻300

第12章

甘油的催化轉化306
12.1簡介306
12.2甘油催化氫解製備二元醇308
12.2.1生產1，2-丙二醇309
12.2.2生產1，3-丙二醇312
12.2.3乙二醇的選擇性形成314
12.3甘油催化氧化製備有價值的化學品314
12.3.1伯羥基氧化生產甘油酸315
12.3.2仲羥基氧化生產二羥基丙酮316
12.4甘油脫水製備有價值的中間體316
12.4.1丙酮醇的生產317
12.4.2丙烯醛的生產317
12.4.3甘油氧化脫水生產丙烯酸和丙烯醛319
12.5甘油生產燃料和燃料添加劑320
12.5.1甘油通過醚化反應生產燃料添加劑321
12.5.2甘油重整生產氫氣或合成氣322
12.6關於甘油的其他最新套用322
12.7展望324
致謝324
參考文獻324

第13章

用於提高液體生物燃料生產的超聲技術328
13.1簡介328
13.2超聲學328
13.2.1功率329
13.3近場和遠場331
13.3.1頻率332
13.3.2超聲的形成332
13.3.3液體中的作用334
13.4生物燃料原料和加工339
13.4.1化學路徑綜述340
13.4.2目前這一代、下一代和先進燃料340
13.5超聲學和生物燃料341
13.5.1預處理341
13.5.2發酵346
13.5.3酯交換反應347
13.5.4油的提取349
13.5.5消泡349
13.5.6分離349
13.5.7乳液349
13.5.8能量平衡349
13.5.9成本分析350
13.6工業系統350
13.7小結352
參考文獻353

第14章

用於生物煉製中產品分離的先進膜技術356
14.1簡介356
14.2膜分離技術358
14.3關於生物質轉化過程中的生物製品分離的最新進展綜述361
14.3.1微濾過程361
14.3.2超濾過程361
14.3.3微濾和超濾的膜污染361
14.3.4用於滲透汽化回收醇的膜材料364
14.4小結與展望372
參考文獻373

第15章

對於生物煉製的生態毒性和環境影響的評估379
15.1簡介379
15.2背景382
15.2.1生物燃料的生態毒理學概述382
15.2.2生物質預處理383
15.2.3稀酸預處理樣品的生態毒理學調查387
15.3結果與討論394
15.3.1細胞毒性394
15.3.2二惡英類活性395
15.3.3致突變性396
15.3.4魚類胚胎毒性398
15.3.5內分泌活性399
15.3.6對於可持續生產和使用生物燃料的啟示403
15.4小結403

致謝

參考文獻404