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李清寒，赵志刚 编

图书标签:

• 绿色化学
• 化学
• 环境科学
• 可持续发展
• 化学工程
• 环境友好
• 清洁生产
• 催化
• 材料科学
• 有机化学

出版社： 化学工业出版社

ISBN：9787122281210

版次：1

商品编码：12125988

包装：平装

开本：16开

出版时间：2017-03-01

用纸：胶版纸

页数：203

字数：3250000

正文语种：中文

内容简介

绿色化学是21世纪化学学科发展的重要方向之一，是当今国际化学科学研究的前沿。绿色化学是利用化学的技术和方法去设计合成对人类健康、社会安全、生态环境害的化学品及其工艺。它是从源头上消除污染的化学，从根本上确保化工清洁生产，从而使对环境的治理从治标转向治本，对环境、经济和社会的和谐发展具有重要的意义。本书以绿色化学基本原理、原料的绿色化、过程的绿色化、产品的绿色化及能源的绿色化为主线，分别介绍了绿色化学的产生和发展，绿色化学的概念、原理、方法、应用及主要研究动向等内容，并结合实际，重点介绍了绿色化学品实例。全书分七章，主要包括绪论、绿色化学基本原理、绿色化学研究内容和任务、绿色化学品的设计原理及应用、绿色有机合成方法和技术、绿色化工生产技术、绿色能源。本书内容丰富，选材新颖，注意理论联系实际，注重知识创新，论述前后呼应，有较强的科学性、系统性和知识性。本书在附录中列出了“美国总统绿色化学挑战奖”获奖项目及内容，可使读者更深入地了解绿色化学的实用性。
本书可作为化学、化工、环境及制药等领域的研究生、本科高年级学生教学用书，亦可供相关科研、管理、生产人员和爱好者阅读参考。

目录

第一章 绪论
第一节化学与环境问题1
第二节化学与人类健康问题4
第三节化学与可持续发展问题5
一、传统化学工业与传统发展观5
二、绿色化学与可持续发展观6
第四节绿色化学的产生和发展6
第五节绿色化学的基本概念与内涵8
一、绿色化学的内涵8
二、绿色化学与环境保护的差异9
三、绿色化学与传统化学的差异9
四、绿色化学与清洁生产9
五、大力发展绿色化学10
第六节绿色化学教育11
一、构建绿色文化11
二、实施绿色生产13
三、倡导绿色消费14
四、培养绿色化学人才14
参考文献15
第二章 绿色化学基本原理
第一节化学反应中的原子经济性16
一、原子经济性概念16
二、原子利用率与产率的区别16
三、环境因子与环境商18
第二节绿色化学十二原则19
一、防止污染产生优于污染治理19
二、原子经济性20
三、害化学合成22
四、设计安全化学品24
五、采用安全的溶剂和助剂25
六、尽可能提高能源的经济性28
七、尽可能利用可再生资源来合成化学品29
八、尽量减少衍生物生成30
九、尽量采用高选择性的催化剂30
十、设计可降解的化学品31
十一、发展预防污染的实时监控技术31
十二、尽量使用安全的化学物质，防止化学事故的发生32
参考文献33
第三章 绿色化学研究内容和任务
第一节设计更安全的化学品35
一、用甲苯代替苯36
二、更安全羧酸的设计36
三、可降解的海洋船舶防污剂36
第二节寻找绿色原料和试剂37
一、原料的绿色化学评价37
二、绿色原料碳酸二甲酯的合成与应用38
三、二氧化碳的利用42
四、生物质资源的利用43
五、绿色氧化剂的利用45
第三节选择合适的反应条件48
一、绿色溶剂48
二、溶剂有机合成54
三、高效催化剂54
第四节设计理想的合成路线65
一、开发原子经济性反应65
二、提高合成反应的原子经济性的途径66
第五节寻找新的转化方法69
一、催化等离子体方法69
二、电化学方法69
三、光化学及其他辐射方法69
参考文献70
第四章 绿色化学品的设计原理及应用
第一节设计安全有效化学品的一般原则71
一、“外部”效应原则71
二、“内部”效应原则72
第二节设计安全有效化学品的方法73
一、毒理学分析及相关分子设计74
二、已知毒性机理与安全化学品的设计77
三、已知构效关系与安全化学品的设计80
四、等电排置换与安全化学品的设计82
五、生物利用率(度)小化与相关分子设计85
六、用具有相同功效而毒的物质替代有毒有害物质87
七、减少有毒辅助物品的使用87
第三节设计可生物降解的化学品88
一、生物降解的细菌基础与降解途径89
二、化学结构与生物降解性90
三、基团贡献法预测生物降解能力91
四、设计可生物降解化学品的例子92
第四节设计对水生生物更加安全的化学品94
一、利用构效关系预测对水生生物的毒性95
二、物质结构和物理化学性质对水生生物毒性的影响96
三、分子结构修饰降低对水生生物的毒性99
四、设计对水生生物安全的化学品例子100
第五节绿色化学产品的例子106
一、绿色农药106
二、绿色涂料108
三、绿色表面活性剂109
四、绿色活性染料110
五、绿色制冷剂111
六、绿色可降解聚合物111
参考文献112
第五章 绿色有机合成方法和技术
第一节组合化学113
一、组合化学原理113
二、组合化学的基本要求114
三、组合化学的研究方法114
第二节手性技术121
一、手性和手性分子121
二、不对称催化合成122
第三节溶剂反应124
第四节微波辐射技术125
一、微波作用机理125
二、微波在化学合成上的应用126
第五节超声化学130
一、超声波的作用机理130
二、超声化学的主要应用领域130
第六节电化学合成134
一、有机电合成的原理135
二、有机电合成的新方法135
三、有机电合成的应用136
第七节光化学合成137
一、光化学反应的基本原理138
二、光化学反应的特点138
第八节膜技术141
一、膜分离技术141
二、膜催化技术143
三、膜化学反应器144
第九节生物技术145
一、生物技术及其发展145
二、生物技术的分类和应用145
第十节等离子体技术148
一、电子回旋共振等离子体148
二、射频感应耦合等离子体149
三、螺旋波等离子体149
参考文献150
第六章 绿色化工生产技术
第一节清洁生产的概念和内容151
一、清洁生产的概念151
二、清洁生产的内容151
第二节清洁生产的途径152
一、产品的生产规模153
二、原料的选择153
三、原料的综合利用154
四、清洁生产工艺的开发154
第三节机物清洁生产工艺159
一、磷肥的清洁生产工艺159
二、烧碱的清洁生产工艺162
三、铬酸酐的清洁生产工艺162
第四节有机物清洁生产工艺163
一、苯甲醛的清洁生产工艺164
二、对苯二甲酸二甲酯氧化回收利用164
第五节精细化学品清洁生产工艺165
一、3,5-二氯苯胺的清洁生产166
二、碳化硅晶须的清洁生产166
第六节绿色化学评估167
一、绿色化学评估的基本准则167
二、生命周期评估168
三、绿色化学化工过程的评估量度170
参考文献178
第七章 绿色能源
第一节新能源分类及发展180
一、新能源分类180
二、我国新能源利用发展现状和趋势181
第二节清洁燃料183
一、清洁汽油183
二、天然气及液化石油气184
三、二甲醚185
第三节氢能185
一、制氢工艺186
二、贮氢方法188
第四节太阳能和风能189
一、太阳能189
二、风能193
第五节生物质能源194
一、生物质能源的特点194
二、生物质能源的分类195
三、生物质能源利用技术196
第六节海洋能197
第七节地热能197
参考文献198
附录 美国总统绿色化学挑战奖

前言/序言

化学品极大地丰富了人类的物质生活，提高了生活质量，并在控制疾病、延长寿命，增加农作物品种和产量，食物的储存和防腐等方面起到了重要作用。但在生产、使用这些化学产品的过程中也产生了大量的废物，污染了环境，目前全世界每年产生的3亿～4亿吨危险废物(我国化学工业排放的废水、废气和固体废物分别占全国工业排放总量的22.5%、7.82%、5.93%)，给人类带来了灾难，所以，在当今社会只要一提起“化学”，很多人都会紧皱双眉。然而只要留心观察和仔细思考一下，化工科技的进步实则为人类带来了巨大益处，如医药工业的发展有助治愈不少疾病，延长人类的寿命；聚合物材料的进步创造新的制衣材料和建筑材料；农药化肥的发展，控制了虫害，提高了粮食的产量。由此可见，我们的衣食住行和社会经济的发展样样都离不开化学的帮助，可以毫不夸张地说，人类的生活离不开化学的发展。但是，传统化学工业给人类环境带来了十分严重的污染，引起了社会各界的关注。解决这一矛盾已成为21世纪人类环境问题的科学挑战。今天，研究人员正努力探讨各种物质对环境造成的影响及研究怎样清除污染，应付各种环境问题。为此，化学家已提出绿色化学概念，提倡绿色化学和绿色生产,通过防止污染、治理污染的方法来消除环境污染，使化学成为环境的朋友。绿色化学与技术已经成为世界各国政府关注的重要的问题与任务之一。
本书以绿色化学基本原理、原料的绿色化、过程的绿色化、产品的绿色化及能源的绿色化为主线，分别介绍了绿色化学的产生和发展，绿色化学的概念、原理、方法、应用及主要研究动向等内容。并结合实际，重点介绍了绿色化学品实例。本书第一章由刘兴利编写，第二章由钟莹编写，第三章由易文婧编写，第四章由何帅及李清寒编写、第五章及附录由李清寒编写，第六章由陈峰编写，第七章由李新莹编写，全书由李清寒及赵志刚统稿。由于绿色化学是一门新兴的交叉学科，涉及的知识面较广，而我们的知识水平和经验有限，再加之编写仓促，不妥之处在所难免，敬希各位读者批评指正。
感谢西南民族大学教育教学改革项目(No.2013YB17)提供的支持。

编者
2016年7月

《星际航行技术前沿》图书简介 一、本书概览：超越地平线的探索 《星际航行技术前沿》是一部深入探讨人类迈向深空所需关键技术、理论模型与未来挑战的综合性著作。本书并非一本面向大众科普的入门读物，而是为航天工程师、天体物理学家、高级技术研究人员以及对超远距离星际探索抱有严肃学术兴趣的读者精心撰写的前沿报告与技术蓝图。全书结构严谨，内容涵盖了从基础物理定律在极端尺度下的应用，到工程学上对时间与空间限制的突破性设想，旨在为构建跨越光年尺度的载人或无人探索任务提供理论支撑与技术路径分析。 本书的基调是审慎而乐观的，强调当前技术瓶颈的严峻性，同时展示人类智慧在解决这些难题上的无限潜力。我们聚焦于“如何实现”而非“何时实现”，将重点放在可验证的物理原理和正在开发的尖端工程技术上。 二、核心技术模块深度剖析 本书主体内容被划分为六个相互关联的宏大板块，每个板块都包含多个细致的章节，分别对应星际航行中一个核心的技术难题。 第一部分：超光速与曲率驱动理论的物理基础（The Physics of Transcendence） 本部分首先回顾了狭义与广义相对论在处理星际尺度下的局限性，并详细分析了当前最有前景的几种“类曲率驱动”或“空间形变”理论模型。 零点能与真空能的提取与利用： 深入探讨了卡西米尔效应（Casimir Effect）在驱动场生成中的潜在应用，包括对负质量密度区域的理论构建及其对局部时空结构的微小扭曲效应分析。我们详细推导了某些理论模型中所需的能量密度，并对比了与已知宇宙能量背景的差异。 阿尔库比耶雷（Alcubierre）度规的改进与修正： 传统的曲率驱动模型面临着巨大的正能量需求问题。本章分析了多位独立研究者提出的“等效质量”替换方案，以及如何通过引入特定的张量场来降低对奇异物质的需求。同时，本书对“奇点生成”和“出射前沿冲击波”的伦理与物理后果进行了详尽的模拟分析。 量子引力对驱动场的影响： 考虑到现有理论缺乏对量子引力效应的精确描述，本章结合圈量子引力（Loop Quantum Gravity）的某些预测，尝试构建一个在普朗克尺度下仍保持可控性的驱动场模型。 第二部分：极端环境下的推进系统设计（Advanced Propulsion Systems） 在尚未实现曲率驱动的现实框架下，本书将重点放在对现有化学火箭的极限超越和下一代高能推进技术的研究上。 反物质推进： 详细分析了当前高能物理实验中对稳定反物质束流的生产、储存与安全释放技术。本书特别关注了磁场约束系统（Magnetic Confinement Systems）在长时间任务中的可靠性问题，以及如何高效地将湮灭能转化为推力。 聚变推进技术（Fusion Drives）： 区分了惯性约束聚变（ICF）和磁约束聚变（MCF）在深空推进中的不同适用场景。重点介绍了基于氘-氦-3燃料循环的D-³He反应堆的反应堆设计，着重分析了等离子体喷流的磁流体动力学（MHD）控制与热屏蔽技术。 光帆与定向能推进的升级： 对于近光速的无生命探测任务，本书分析了兆瓦级激光阵列的构建挑战，以及在数光年距离上维持光束聚焦的自适应光学系统（Adaptive Optics）的前沿进展。 第三部分：星际航行中的生命支持与辐射防护（Life Support and Radiation Hardening） 跨越星际空间意味着暴露于数千年尺度的宇宙射线和高能粒子流中，对生命体和电子设备都是致命的考验。 主动式电磁屏蔽： 摒弃传统被动屏蔽材料（如水或金属），本书详细评估了利用强磁场（如超导磁体）生成“磁泡”以偏转带电粒子流的工程可行性。关键在于如何在有限的能源约束下，维持足够强大的、覆盖整个船体的磁场梯度。 人工生态系统与闭环循环： 针对载人任务，本书研究了完全封闭的生物再生生命支持系统（BLSS）。重点分析了微生物、藻类和高等植物在模拟微重力或低重力环境下的耦合效率，以及如何通过基因编辑技术提高作物的抗辐射能力和营养转化效率。 休眠与低温生物学： 探讨了将人类长期置于假死或深度低温状态（Torpor/Hibernation）的生理学挑战，包括细胞损伤修复、代谢抑制的精确控制，以及关键器官（如大脑）在长时间缺血或低温下的神经保护策略。 第四部分：导航、通信与时空定位（Navigation and Interstellar Communication） 在广阔的宇宙中，精确的定位和可靠的通信是任务成功的先决条件。 脉冲星导航系统（Pulsar Navigation）： 详细介绍了如何利用已知的毫秒脉冲星的精确脉冲周期作为宇宙坐标系中的“灯塔”。本书着重于如何实时消除星际介质对信号到达时间的延迟影响，从而实现亚光速航行中的精确矢量计算。 超光速/纠缠通信的理论可行性： 虽然我们无法通过量子纠缠传输经典信息，但本书探讨了利用非定域性（Non-Locality）原理进行“状态同步”的可能性，以及信息传输瓶颈的本质。 深空遥感与目标识别： 论述了如何利用引力透镜效应增强对遥远系外行星系的高分辨率成像，以及在背景噪声极高的情况下，利用先进的傅里叶分析技术识别潜在的生命信号特征。 第五部分：星际飞船的结构完整性与自我修复（Structural Integrity and Self-Repair） 一艘星际飞船必须具备千年尺度下的结构自我维持能力。 智能材料与自修复机制： 分析了引入仿生学概念的“活体”船体结构，例如利用微胶囊或嵌入式纳米机器人网络，实现在微流星体撞击或长期应力疲劳下的自动修补。 时空应力下的材料学： 探讨了在曲率驱动场或高能推进系统运行产生的极端时空曲率梯度下，新型超材料（Metamaterials）的力学响应和稳定性。 第六部分：长期任务的社会学与伦理框架（Sociological and Ethical Frameworks） 本书的最后一部分将视角从硬科学转向任务的长期管理与人类适应性。 代际任务的组织结构： 研究了在数百年或数千年任务中，如何维持原始任务目标、知识传承以及社会秩序的稳定。分析了不同形式的“船上政府”模型（如技术官僚制、纯粹的遗传继承制）的优缺点。 星际接触伦理（Interstellar Contact Ethics）： 在假设到达宜居行星后，本书提出了关于“初次接触”的风险评估模型，以及对地外生物圈的最小干预原则的理论构建。 总结 《星际航行技术前沿》力求为构建跨越光年距离的未来航行工程提供一个跨学科、高密度的知识集合。它是一份对人类探索精神的致敬，也是一份对即将到来的技术革命的严肃预测。本书不提供简单的答案，而是提出更深刻的问题，引导读者直面我们文明在宇宙尺度上面临的最宏伟的技术挑战。

评分☆☆☆☆☆

我选择《绿色化学》的动机，说起来有点“被迫营业”。我是一名正在准备毕业论文的学生，方向刚好涉及到一些与环境化学相关的课题。当时导师无意中提了一句，“绿色化学”是这个领域的重要发展趋势，建议我多去了解一下。于是，我就带着一种“任务感”去寻找这本书。在我看来，这应该是一本非常“学术”的书，里面充满了各种理论知识、实验数据和研究方法。我设想着，它会详细阐述“绿色化学”的12项原则，解释每一项原则背后的科学原理，以及在实际工业生产中是如何应用的。也许还会列举一些成功的案例，比如某某企业是如何通过采用绿色化学技术，在减少污染的同时，还提升了生产效率和经济效益。我希望这本书能为我的论文提供坚实的理论基础和研究思路，帮助我理解和掌握这个前沿的学科领域。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计倒是挺吸引人的，那种治愈系的绿色，让人联想到大自然的生机勃勃，以及一种清爽、无害的感觉。我当初选择它，很大一部分原因是被这个名字和封面所吸引，觉得它可能是一本能带来心灵平静，或者能教会我一些关于环保、健康生活方式的书。我一直对那些能够帮助我更好地理解和融入自然的书籍情有独钟，想象中，它会详细介绍各种天然的清洁剂配方，或者分享如何在家中种植香草、制作有机护肤品的小窍门。也许里面还会穿插一些关于植物的知识，比如不同植物的生长习性、药用价值，以及如何利用它们来改善室内空气质量。我尤其期待能看到一些插图，比如手绘的植物插画，或者一些生活场景的描绘，那样阅读起来会更加生动有趣。总而言之，我希望这本书能为我打开一扇通往更健康、更可持续生活的大门，让我感觉自己能够亲手创造一些美好而又环保的事物。

评分☆☆☆☆☆

我买《绿色化学》完全是出于一种对艺术和美学的追求。我平时喜欢收集一些设计类的书籍，尤其是那些能够启发灵感，带来视觉享受的书籍。我当时看到这本书的排版和字体设计都很有特色，那种简洁、现代的风格，让我觉得它不仅仅是一本知识性的读物，更可能是一件艺术品。我期望这本书能够以一种非常优雅、艺术化的方式来呈现“绿色化学”的概念。也许里面会有大量精美的摄影作品，展示大自然的美丽与和谐，或者用抽象的艺术形式来表达化学反应的奥秘。我设想，它或许会探讨颜色、形态、线条在化学设计中的应用，如何从自然界中汲取灵感，创造出既环保又具有美学价值的产品。我期待它能给我带来一种“美的启发”，让我从一个全新的角度去欣赏和理解科学。

评分☆☆☆☆☆

我拿到这本《绿色化学》纯粹是因为朋友的强烈推荐，她是个科技爱好者，经常跟我分享一些她觉得“未来感十足”的东西。她当时的原话好像是说，这本书揭示了一些我们日常生活背后不为人知的“黑科技”，能够从根本上改变我们对很多化学品的认知。我虽然对化学这门学科有些望而却步，但听到“黑科技”这个词，还是勾起了我的好奇心。我脑海中浮现的，是那种充满科幻色彩的描述，比如如何利用全新的化学原理来制造更环保的材料，或者发现能够分解塑料垃圾的奇妙酶。我甚至设想，它会不会像科幻小说一样，描绘一种全新的工业革命，彻底颠覆我们现有的生产模式，让环境污染成为历史。我期待它能用一种相对易懂的方式，解释那些高深的科学概念，让我这个门外汉也能窥见科技改变世界的惊人力量。这本书，在我看来，应该是一本能拓宽视野，让人惊叹于人类智慧的书。

评分☆☆☆☆☆

说实话，当初买《绿色化学》是因为在书店里偶然翻到，当时正值我准备装修房子，对各种建材、涂料、家装材料的环保性能特别关注。我当时的想法是，这本书的名字听起来就很有“专业性”，说不定能给我一些关于选择无毒、安全装修材料的指导。我期望里面能有详细的对比分析，比如不同类型的油漆、胶黏剂、板材的成分对比，以及它们对人体健康和室内空气质量可能产生的影响。也许还会提供一些检测室内空气污染的方法，以及如何通过选择特定的绿色建材来降低风险。我甚至想着，这本书或许还能教我一些DIY的小技巧，比如如何制作天然的清洁剂来代替市面上那些可能含有有害物质的产品，让我的新家不仅美观，更能成为一个真正健康的居住空间。我期待它能给我带来实实在在的帮助，让我对装修和家居环境有更科学、更明智的认识。