本書從世界能源結(jié)構(gòu)尤其是中國的能源結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀和未來出發(fā)，總結(jié)梳理了二氧化碳的排放現(xiàn)狀，在此基礎(chǔ)上系統(tǒng)介紹了二氧化碳的捕集和利用技術(shù)的新進(jìn)展。捕集技術(shù)中重點(diǎn)介紹了離子液體捕集技術(shù)、多孔金屬有機(jī)骨架材料捕集技術(shù)、極稀濃度二氧化碳的捕集技術(shù)等近幾年發(fā)展起來的新技術(shù)。二氧化碳的利用方面，重點(diǎn)介紹了二氧化碳作為碳氧資源化學(xué)固定為高分子材料和二氧化碳作為碳資源化學(xué)固定為能源化學(xué)品等技術(shù)。
本書可供化學(xué)、化工、發(fā)電、冶金等領(lǐng)域從事二氧化碳捕集的工程技術(shù)人員、從事二氧化碳利用的研發(fā)人員、企業(yè)和政府從事碳減排管理的管理人員閱讀參考。
近年來二氧化碳的捕集與利用成為學(xué)術(shù)界和工業(yè)界關(guān)注的熱點(diǎn)�！抖趸疾都屠谩酚稍擃I(lǐng)域國內(nèi)的學(xué)者編著，系統(tǒng)總結(jié)了該領(lǐng)域科學(xué)研究和工業(yè)化的新進(jìn)展，并且介紹了作者研究團(tuán)隊多項具有自主知識產(chǎn)權(quán)的成果，具有很高的學(xué)術(shù)水平和參考價值，特予推薦。
王獻(xiàn)紅，中國科學(xué)院長春應(yīng)用化學(xué)研究所研究員，博士生導(dǎo)師，國家自然基金委杰出青年基金獲得者（2002），曾任科技部“十五”“863” 新材料領(lǐng)域特種功能材料技術(shù)主題專家組成員、國防先進(jìn)材料專家組成員�，F(xiàn)任中科院生態(tài)環(huán)境高分子材料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任、吉林省人民政府決策咨詢委員會成員、國家科技支撐計劃項目“CO2化工利用關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)與示范”首席科學(xué)家、國家自然科學(xué)基金創(chuàng)新群體項目負(fù)責(zé)人。擔(dān)任《高分子學(xué)報》、《功能材料》、《功能高分子學(xué)報》編委。
王獻(xiàn)紅研究員一直從事高分子材料的研究工作，主要研究方向?yàn)閷?dǎo)電高分子和二氧化碳共聚物。編著專著一部，已在國內(nèi)外雜志發(fā)表論文140余篇，獲權(quán)美國專利2項、日本專利1項、中國發(fā)明專利61項，申報并公開國際專利2項，申報并公開中國發(fā)明專利61項。王獻(xiàn)紅研究員從1998年開始領(lǐng)導(dǎo)項目組進(jìn)行二氧化碳的固定及其利用的研究，采用稀土三元催化劑，與內(nèi)蒙古蒙西高新技術(shù)集團(tuán)公司合作，于2004年2月建立了世界上首條千噸級二氧化碳基塑料的生產(chǎn)線，實(shí)現(xiàn)了二氧化碳塑料工業(yè)化從不可能到可能的突破，在世界上產(chǎn)生了重要影響。
第1章 二氧化碳的排放1
1.1 能源結(jié)構(gòu)變遷與二氧化碳排放1
1.1.1 能源結(jié)構(gòu)變遷1
1.1.2 二氧化碳的排放3
1.2 二氧化碳問題的紛爭7
1.2.1 二氧化碳引起的氣候變化8
1.2.2 氣候變化造成的影響10
1.3 可能的解決方案15
1.3.1 減少二氧化碳的排放15
1.3.2 CO2的捕集和儲存16
1.3.3 二氧化碳的利用16
1.3.4 減少二氧化碳排放的政策與工具17
1.4 未來能源結(jié)構(gòu)下二氧化碳的排放——評述與展望19
參考文獻(xiàn)20
第2章 集中排放二氧化碳的捕集23
2.1 二氧化碳捕集的理論基礎(chǔ)23
2.1.1 燃燒后脫碳24
2.1.2 燃燒前脫碳24
2.1.3 富氧燃燒技術(shù)25
2.2 集中排放二氧化碳的捕集26
2.2.1 物理吸附和解析技術(shù)26
2.2.2 物理吸收技術(shù)34
2.2.3 化學(xué)吸收和解析技術(shù)36
2.2.4 物理與化學(xué)聯(lián)合捕集技術(shù)43
2.2.5 膜分離技術(shù)48
2.3 食品級二氧化碳的提純56
2.3.1 食品級二氧化碳的主要應(yīng)用領(lǐng)域56
2.3.2 食品級二氧化碳提純技術(shù)58
2.4 二氧化碳捕集新技術(shù)63
2.4.1 離子液體技術(shù)63
2.4.2 多孔金屬有機(jī)骨架吸附技術(shù)66
2.5 本章總結(jié)與展望70
參考文獻(xiàn)70
第3章 極稀濃度二氧化碳的捕集77
3.1 空氣中CO2濃度及變化趨勢77
3.2 氣候變暖帶來的問題78
3.3 從空氣中捕集二氧化碳的迫切性79
3.3.1 生物體利用二氧化碳的局限性79
3.3.2 二氧化碳的捕集和封存技術(shù)（CCS）的局限性80
3.3.3 空氣中直接捕獲CO2的技術(shù)81
3.4 DAC技術(shù)的能耗分析82
3.5 DAC吸收塔的設(shè)計84
3.6 用于DAC的吸附劑86
3.6.1 無機(jī)吸附劑86
3.6.2 負(fù)載化的有機(jī)胺吸附劑90
3.6.3 陰離子交換樹脂95
3.7 解吸的技術(shù)96
3.8 DAC的費(fèi)用以及可行性97
3.9 總結(jié)和展望98
參考文獻(xiàn)99
第4章 二氧化碳作為碳氧資源化學(xué)固定為小分子化合物104
4.1 二氧化碳的分子結(jié)構(gòu)和物化性能104
4.1.1 二氧化碳的分子結(jié)構(gòu)104
4.1.2 二氧化碳的物理性質(zhì)105
4.1.3 二氧化碳的化學(xué)性質(zhì)106
4.2 二氧化碳固定為尿素107
4.2.1 尿素簡介107
4.2.2 尿素生產(chǎn)理論基礎(chǔ)107
4.2.3 尿素工藝發(fā)展概況108
4.3 二氧化碳制備環(huán)狀碳酸酯109
4.3.1 催化劑發(fā)展史109
4.3.2 二氧化碳與環(huán)氧化物加成反應(yīng)的機(jī)理118
4.3.3 新型環(huán)狀碳酸酯的合成和反應(yīng)性能121
4.4 二氧化碳固定為無機(jī)碳酸鹽125
4.4.1 二氧化碳固定為碳酸鈉125
4.4.2 二氧化碳固定為碳酸鈣128
4.5 二氧化碳固定為水楊酸132
4.5.1 水楊酸的合成方法132
4.5.2 水楊酸的應(yīng)用133
4.6 二氧化碳直接與甲醇反應(yīng)制備碳酸二甲酯134
4.6.1 催化劑發(fā)展史134
4.6.2 脫水劑的使用139
4.6.3 CO2和甲醇反應(yīng)直接制備DMC的反應(yīng)機(jī)理140
4.7 二氧化碳制備甲基丙烯酸142
4.7.1 基本原理143
4.7.2 催化劑發(fā)展史144
4.8 評述與展望145
參考文獻(xiàn)146
第5章 二氧化碳作為碳氧資源化學(xué)固定為高分子材料153
5.1 二氧化碳參與的聚合反應(yīng)153
5.1.1 二氧化碳與炔烴/二鹵代物的縮聚反應(yīng)153
5.1.2 二氧化碳與二元胺的縮聚反應(yīng)154
5.1.3 二氧化碳與二元醇鉀鹽/?,??-二鹵代物的縮聚反應(yīng)154
5.1.4 二氧化碳與烯烴化合物的共聚反應(yīng)155
5.1.5 二氧化碳與二炔類化合物的共聚反應(yīng)155
5.1.6 二氧化碳與環(huán)硫化合物的共聚反應(yīng)156
5.1.7 二氧化碳與環(huán)氮化合物的共聚反應(yīng)156
5.1.8 二氧化碳與環(huán)氧化合物的共聚反應(yīng)156
5.1.9 二氧化碳參與的三元共聚反應(yīng)166
5.2 二氧化碳-環(huán)氧化物共聚物168
5.2.1 非均相催化劑169
5.2.2 均相催化劑183
5.2.3 二氧化碳-環(huán)氧丙烷共聚物的結(jié)構(gòu)與性能216
5.2.4 二氧化碳基塑料的改性236
5.3 二氧化碳基聚氨酯241
5.3.1 二氧化碳制備聚碳酸酯醚多元醇241
5.3.2 二氧化碳基聚氨酯的結(jié)構(gòu)與性能248
5.4 非光氣路線制備聚碳酸酯249
5.4.1 碳酸二甲酯的制備方法250
5.4.2 從碳酸二甲酯制備碳酸二苯酯的方法255
5.4.3 碳酸二苯酯與雙酚A的縮聚反應(yīng)261
5.5 非光氣路線合成聚氨酯263
5.5.1 非光氣路線制備異氰酸酯264
5.5.2 非異氰酸酯路線制備聚氨酯268
5.6 評述與展望269
參考文獻(xiàn)270
第6章 二氧化碳作為碳氧資源化學(xué)固定為能源化學(xué)品280
6.1 二氧化碳加氫制備甲醇280
6.1.1 二氧化碳制備甲醇的理論基礎(chǔ)280
6.1.2 催化劑發(fā)展史284
6.1.3 反應(yīng)器設(shè)計及最優(yōu)化288
6.1.4 工業(yè)化實(shí)踐289
6.2 二氧化碳制備甲酸289
6.2.1 二氧化碳制備甲酸的理論基礎(chǔ)290
6.2.2 催化劑發(fā)展史290
6.2.3 機(jī)理研究297
6.3 二氧化碳加氫制備一氧化碳299
6.3.1 催化劑300
6.3.2 反應(yīng)器301
6.3.3 反應(yīng)機(jī)理301
6.4 二氧化碳加氫制備甲烷303
6.4.1 二氧化碳加氫制備甲烷的理論基礎(chǔ)303
6.4.2 催化劑發(fā)展304
6.4.3 反應(yīng)機(jī)理307
6.5 二氧化碳加氫制備碳?xì)浠衔?09
6.6 評述和展望312
參考文獻(xiàn)312
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