低溫等離子體淨化有機廢氣技術

低溫等離子體淨化有機廢氣技術 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

杜長明 著
圖書標籤:
  • 低溫等離子體
  • 廢氣淨化
  • 有機廢氣
  • 環境工程
  • 汙染控製
  • 化學工程
  • 等離子體技術
  • VOCs
  • 治理技術
  • 工業環保
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齣版社: 化學工業齣版社
ISBN:9787122310224
版次:1
商品編碼:12328708
包裝:平裝
開本:16開
齣版時間:2017-12-01
用紙:膠版紙
頁數:371
字數:594000
正文語種:中文

具體描述

編輯推薦

有機廢氣是大氣汙染的源頭之一,已經引起瞭社會的高度關注。等離子體作為一種高效經濟的有機廢氣處理技術,在科研和工程領域具有廣闊前景。著者從2003年開始等離子體的研究工作,積纍瞭大量公開發錶和未發錶的等離子體科技文獻資料和實物照片,一直緻力於等離子體技術應用到能源、環保、材料、生物醫學等領域,積纍瞭豐富的探索性實踐經驗。本書匯聚瞭多國的先進研究成果,從放電等離子體的發生基本原理和機理、發生器類型、物理化學特徵到有機物降解機理、工程案例均做瞭詳細介紹。

內容簡介

本書以有機廢氣與惡臭氣體等離子體淨化的前沿研究成果為主要內容,共分為21章。主要介紹瞭揮發性有機物與有機廢氣,等離子體與等離子體淨化有機廢氣,電子束淨化器、輝光放電等離子體淨化器、介質阻擋放電等離子體淨化器、電暈放電等離子體淨化器、滑動弧放電等離子體淨化器、射頻放電等離子體淨化器、微波等離子體淨化器,等離子體與其他方法的聯閤技術,包括等離子體協同光催化技術、吸附與等離子體組閤淨化技術、等離子體與生物過濾組閤處理技術,基於有機廢氣的結構分類介紹等離子體淨化效果,包括等離子體分解烷類氣體、等離子體淨化醛類氣體、等離子體淨化苯係物、等離子體淨化醇類氣體、等離子體淨化酮類氣體、等離子體淨化含氟烴類化閤物、等離子體淨化含氯烴類化閤物、等離子體淨化含氮惡臭氣體、等離子體淨化含硫惡臭氣體。
本書具有較強的技術性和針對性,可作為從事環境、能源等領域的科研人員和工程技術人員的參考書,也可作為高等學校環境科學與工程、能源工程及相關專業師生的教材。

作者簡介

杜長明,中山大學 環境科學與工程學院,副教授,碩導。中山大學從事教學和科研工作,曆經助教,講師,副教授。2001年獲熱能工程學士學位,2006年獲浙江大學環境科學與工程博士學位。入選瞭中國發明協會銀奬(2008),“珠江科技新星”(2013),廣東省環境科學學會 “青年科技奬”(2014),中國環境科學學會“青年科技奬”(2014)。國傢科技專傢庫專傢(2015),廣州市重大行政決策論證專傢(2014),廣東省突發事件應急管理專傢(2014),廣東省環境科學學會清潔生産專業委員會委員(2011),金華市環保局環保專傢(2015),廣東省實驗中學鍾南山科學人纔培養班校外導師(2015),廣東省環境保護産業專傢技術委員會專傢(2015),廣州市突發事件應急管理專傢(2015) ,廣東省環境技術中心專傢(2016)。

內頁插圖

目錄

第1章揮發性有機物與有機廢氣1
1.1揮發性有機物1
1.1.1揮發性有機物定義1
1.1.2揮發性有機物來源4
1.1.3揮發性有機物危害5
1.2我國揮發性有機物的汙染狀況及法規6
1.3揮發性有機物源強核算7
1.3.1揮發性有機物産生源強的核算方法7
1.3.2揮發性有機物排放源強的核算方法8
1.4有機廢氣治理技術8
1.4.1冷凝法8
1.4.2膜分離法9
1.4.3吸收法9
1.4.4吸附法9
1.4.5熱氧化法9
1.4.6催化氧化法9
1.4.7生物過濾法10
1.4.8光催化法10
1.4.9低溫等離子體法10
參考文獻11

第2章等離子體與等離子體淨化有機廢氣12
2.1等離子體12
2.1.1等離子體定義與特徵12
2.1.2等離子體分類12
2.1.3低溫等離子體應用14
2.2低溫等離子體淨化有機廢氣14
參考文獻15

第3章電子束淨化器17
3.1電子束原理17
3.2電子束反應器類型18
3.2.1電子束反應器19
3.2.2電子束協同催化反應器20
3.3電子束淨化有機廢氣影響參數23
3.3.1初始濃度23
3.3.2濕度23
3.3.3背景氣體23
3.3.4輻照劑量24
3.4電子束處理VOCs機理24
3.5工業應用實例25
3.6展望26
參考文獻27

第4章輝光放電等離子體淨化器30
4.1輝光放電原理30
4.2輝光放電反應器類型32
4.2.1針闆型放電32
4.2.2微空心陰極管放電33
4.2.3毛細管輝光放電35
4.3輝光放電淨化有機廢氣影響參數38
4.3.1進氣流速和停留時間38
4.3.2初始濃度38
4.3.3針數的影響39
4.3.4能量密度39
4.4輝光放電處理VOCs機理40
4.5輝光等離子體處理係統的比較分析41
參考文獻42

第5章介質阻擋放電等離子體淨化器45
5.1介質阻擋放電的發展曆程45
5.2介質阻擋放電原理46
5.3介質阻擋放電反應器47
5.3.1綫筒型47
5.3.2筒筒型49
5.3.3闆闆型50
5.3.4催化劑填充型51
5.3.5吸附劑填充型54
5.3.6多級串聯型56
5.3.7多級並聯型58
5.4技術影響參數58
5.4.1氣體流速58
5.4.2VOCs初始濃度58
5.4.3水汽濕度59
5.4.4背景氣體成分60
5.4.5反應器結構60
5.4.6供給電壓和頻率61
5.4.7電極尺寸和材料61
5.4.8介質性質62
5.4.9溫度62
5.4.10催化劑種類63
5.4.11催化劑位置64
5.4.12UV光源64
5.4.13能量密度65
5.4.14VOCs混閤物65
5.5降解産物69
5.5.1氣態産物分析69
5.5.2液態和固態産物分析71
5.5.3能耗和能效72
5.6VOCs降解機理73
5.6.1活性粒子生成73
5.6.2VOCs的分解機理74
5.7工程案例78
5.7.1瀝青煙氣淨化78
5.7.2H2S和CS2淨化79
5.8結論和展望81
參考文獻81

第6章電暈放電等離子體淨化器90
6.1電暈放電原理91
6.2電暈放電等離子體反應器類型92
6.2.1正電暈和反電暈92
6.2.2脈衝電暈93
6.2.3綫闆電極96
6.2.4綫筒電極97
6.2.5針闆電極99
6.2.6綫圈式電極100
6.2.7噴嘴式電極100
6.2.8刀闆電極101
6.2.9串並聯多極係統102
6.3技術影響參數104
6.3.1反應器結構104
6.3.2電極形狀與材料104
6.3.3串並聯級數105
6.3.4峰值電壓106
6.3.5水汽濕度106
6.3.6背景氣體氧氣濃度107
6.3.7填充介質107
6.3.8反應器溫度108
6.4降解結果分析108
6.4.1氣態産物分析108
6.4.2液態或固態産物副産物分析110
6.5能耗與能效分析111
6.6技術與經濟結果分析112
6.7電暈放電放電降解VOCs機理112
6.8工業應用案例116
6.8.1煙氣淨化116
6.8.2造紙廢氣處理117
6.8.3垃圾焚燒尾氣淨化118
6.9電暈放電等離子體淨化器對比與展望118
參考文獻121

第7章滑動弧放電等離子體淨化器127
7.1滑動弧放電原理127
7.2滑動弧放電等離子體反應器129
7.2.1刀形電極129
7.2.2多電極132
7.2.3鏇轉電弧放電135
7.2.4龍鏇風電弧放電138
7.2.5縮放電極電弧放電140
7.2.6滑動弧放電聯閤其他技術140
7.3技術參量143
7.3.1氣體流速143
7.3.2VOCs初始濃度144
7.3.3水汽濕度144
7.3.4背景氣體成分145
7.3.5反應器結構146
7.3.6供給電壓和頻率147
7.3.7電極尺寸和材料148
7.4降解産物148
7.4.1氣態産物分析148
7.4.2液態和固態産物分析150
7.5能耗和能效分析152
7.6滑動弧放電等離子體降解VOCs機理153
7.7工程案例157
7.8比較和展望159
參考文獻162

第8章射頻放電等離子體淨化器167
8.1射頻放電原理167
8.2射頻放電等離子體反應器169
8.2.1電感耦閤等離子體反應器(ICP)169
8.2.2電容耦閤等離子體反應器(CCP)171
8.3技術影響參數與降解結果173
8.3.1操作壓力173
8.3.2輸入功率174
8.3.3輔助氣體175
8.3.4電極材料和結構175
8.3.5氣態産物結果分析176
8.3.6固態産物分析177
8.4射頻放電降解VOCs機理177
8.5展望178
參考文獻178

第9章微波等離子體淨化器181
9.1微波放電原理181
9.2微波放電等離子體反應器類型182
9.2.1常規微波等離子體炬射流182
9.2.2階梯型諧振腔微波等離子體射流184
9.2.3微波等離子體燃燒器186
9.2.4改進的低壓微波等離子體反應器186
9.2.5雙焦等離子體源微波反應器187
9.3技術影響參數188
9.3.1微波功率188
9.3.2背景氣體189
9.3.3初始濃度189
9.3.4噴嘴內徑與氣體流速190
9.3.5水蒸氣的含量190
9.3.6處理溫度190
9.4産物分析191
9.4.1氣態産物191
9.4.2固態産物191
9.5微波放電降解VOCs機理192
9.6不同微波等離子體放電處理效果評價193
參考文獻194

第10章等離子體協同光催化技術197
10.1等離子體-紫外光催化技術機理197
10.2等離子體-紫外光催化反應器198
10.3工藝影響參數199
10.3.1入口濃度199
10.3.2濕度200
10.3.3輸入功率200
10.3.4處理順序200
10.4工程案例201
10.5總結與展望202
參考文獻203

第11章吸附與等離子體組閤淨化技術204
11.1吸附與等離子體組閤關鍵技術204
11.1.1吸附-分離濃縮-等離子體分解204
11.1.2吸附富集-等離子體原位分解再生205
11.2吸附與等離子體耦閤機製209
11.3淨化效果影響因素分析210
11.3.1吸附劑210
11.3.2解吸氣體210
11.3.3放電功率211
11.3.4放電處理時間211
11.3.5汙染物種類和濃度211
11.4工程實例212
11.4.1吸附-分離濃縮-等離子體分解係統的應用212
11.4.2吸附富集-等離子體原位分解再生係統的應用212
11.5結論與展望213
參考文獻213

第12章等離子體與生物過濾組閤處理技術215
12.1等離子體與生物過濾耦閤機理215
12.2等離子體與生物過濾組閤反應器結構216
12.2.1塔式等離子體-生物過濾組閤係統217
12.2.2濾池式等離子體-生物過濾組閤係統218
12.3工藝影響參數219
12.3.1汙染物濃度219
12.3.2運行和停留時間219
12.4結論和展望220
參考文獻220

第13章等離子體分解烷類氣體222
13.1含烷類氣體的危害222
13.2等離子體處理含烷類氣體係統222
13.2.1電暈放電222
13.2.2介質阻擋放電223
13.2.3滑動弧放電223
13.2.4射頻放電224
13.3技術影響參數225
13.3.1初始濃度225
13.3.2氣體流量225
13.3.3催化劑225
13.3.4溫度226
13.3.5比能耗226
13.3.6放電功率227
13.3.7烴類化學結構227
13.3.8空氣濕度227
13.3.9氧氣濃度227
13.3.10載氣228
13.4降解産物與降解機理228
13.5展望229
參考文獻229

第14章等離子體淨化醛類氣體231
14.1含醛廢氣的來源與處理231
14.2等離子體處理含醛氣體係統231
14.2.1電暈放電231
14.2.2介質阻擋放電232
14.2.3高頻電容耦閤放電232
14.3淨化技術影響參數232
14.3.1反應器結構232
14.3.2電壓233
14.3.3VOCs初始濃度234
14.3.4背景氣體成分234
14.3.5VOCs化學結構235
14.3.6催化劑236
14.3.7氣體流速237
14.3.8溫度237
14.3.9輸入能量238
14.4降解産物與降解機理239
14.5展望242
參考文獻243

第15章等離子體淨化苯係物245
15.1苯係物揮發性有機物的來源與處理245
15.1.1來源245
15.1.2危害245
15.1.3處理技術246
15.2等離子體處理苯係物係統247
15.2.1電暈放電247
15.2.2介質阻擋放電248
15.2.3滑動弧放電249
15.2.4射頻放電249
15.2.5輝光放電249
15.2.6錶麵放電250
15.3淨化技術影響參數250
15.3.1施加電壓與電場強度250
15.3.2輸入電流251
15.3.3頻率252
15.3.4輸入能耗252
15.3.5反應器類型253
15.3.6反應器尺寸與材料254
15.3.7電極形狀255
15.3.8電極材料255
15.3.9載氣256
15.3.10氣體停留時間和氣體流速256
15.3.11苯係物種類257
15.3.12單獨VOCs與混閤VOCs258
15.3.13初始濃度258
15.3.14濕度259
15.3.15催化劑260
15.3.16各反應條件影響程度比較264
15.4降解過程産物與降解機理264
15.4.1苯降解機理264
15.4.2甲苯降解機理266
15.4.3對二甲苯降解機理271
15.4.4鄰二甲苯降解機理272
15.4.5苯乙烯降解機理272
15.5風險評價274
15.5.1苯降解副産物274
15.5.2苯乙烯和鄰二甲苯降解副産物275
15.6應用測試275
參考文獻276

第16章等離子體淨化醇類氣體284
16.1醇類氣體的特徵與淨化284
16.1.1來源與特徵284
16.1.2淨化技術284
16.2等離子體處理含醇氣體係統285
16.2.1電暈放電285
16.2.2介質阻擋放電286
16.2.3微波放電287
16.2.4射頻放電287
16.3降解産物與降解機理287
16.4淨化技術影響參數289
16.4.1初始濃度289
16.4.2溫度289
16.4.3含水量289
16.4.4連續吸附/再生和連續處理290
16.4.5輸入功率290
16.4.6催化劑291
16.4.7氣體流速291
16.4.8載氣成分292
16.4.9放電電壓292
16.4.10放電頻率292
16.4.11背景氣體292
16.5展望292
參考文獻293

第17章等離子體淨化酮類氣體295
17.1含酮氣的來源與處理295
17.2等離子體處理含酮氣體係統295
17.2.1電暈放電295
17.2.2介質阻擋放電296
17.2.3高壓輝光放電296
17.3淨化技術影響參數296
17.3.1反應器結構296
17.3.2電流298
17.3.3濕度298
17.3.4背景氣體成分299
17.3.5輸入功率299
17.3.6能量密度300
17.3.7催化劑301
17.4降解産物與降解機理302
17.5展望305
參考文獻306

第18章等離子體淨化含氟烴類化閤物308
18.1含氟揮發性有機物的來源與處理308
18.2等離子體處理含氟揮發性有機物係統308
18.2.1介質阻擋放電308
18.2.2滑動弧放電309
18.2.3電暈放電309
18.2.4微波放電309
18.2.5輝光放電309
18.3淨化技術影響參數310
18.3.1施加電壓310
18.3.2輸入能量311
18.3.3反應器結構311
18.3.4背景氣體312
18.3.5氣體流速312
18.3.6初始濃度313
18.3.7停留時間313
18.3.8催化劑314
18.3.9濕度314
18.3.10溫度314
18.4降解過程産物與降解機理315
18.4.1C2F6的分解機理315
18.4.2CCl2-CClF2的分解機理315
18.4.3CF4的分解機理316
18.4.4C2H2F4的分解機理317
18.4.5SO2F2的分解機理319
18.4.6CF2Br2的分解機理319
18.4.7NF3的分解機理320
18.4.8SF6的分解機理322
18.5展望322
參考文獻323

第19章等離子體淨化含氯烴類化閤物325
19.1含氯揮發性有機物的來源與處理325
19.2等離子體處理含氯揮發性有機物係統325
19.2.1電暈放電325
19.2.2介質阻擋放電326
19.2.3滑動弧放電326
19.2.4微波放電326
19.2.5輝光放電326
19.3淨化技術影響參數327
19.3.1背景氣體327
19.3.2溫度327
19.3.3初始濃度327
19.3.4含水量328
19.3.5放電功率328
19.3.6氣體流速329
19.3.7催化劑330
19.3.8能量密度330
19.3.9處理時間331
19.3.10施加電壓332
19.3.11脈衝與頻率332
19.3.12汙染物種類333
19.3.13氣體檢測器管子長度333
19.4降解機理分析333
19.4.1C2HCl3分解機理333
19.4.2CH2Cl2分解機理335
19.4.3C2H3Cl3分解機理335
19.4.4CCl4和CHCl3分解335
19.5副産物風險評價337
參考文獻337

第20章等離子體淨化含氮惡臭氣體341
20.1含氮類惡臭氣的來源與特徵341
20.2含氮類惡臭氣的處理技術341
20.3等離子體處理含氮惡臭氣體係統342
20.3.1電暈放電342
20.3.2介質阻擋放電342
20.3.3滑動弧放電343
20.3.4微等離子體343
20.4淨化技術影響參數343
20.4.1反應器結構343
20.4.2電壓345
20.4.3背景氣體成分345
20.4.4氣體流速346
20.4.5VOCs初始濃度346
20.4.6溫度347
20.4.7濕度348
20.4.8催化劑349
20.5降解産物與降解機理350
20.6展望353
參考文獻353

第21章等離子體淨化含硫惡臭氣體355
21.1含硫類惡臭氣的來源與特徵355
21.2含硫類惡臭氣的處理技術355
21.3等離子體處理含硫惡臭氣體係統356
21.3.1電暈放電356
21.3.2介質阻擋放電356
21.3.3滑動弧放電357
21.3.4射頻放電358
21.4淨化技術影響參數358
21.4.1反應器結構358
21.4.2電壓359
21.4.3電源頻率360
21.4.4氣體流速361
21.4.5背景氣體成分361
21.4.6VOCs初始濃度362
21.4.7濕度363
21.4.8溫度363
21.4.9催化劑364
21.5降解産物與降解機理365
21.5.1硫化氫365
21.5.2硫醇類366
21.5.3二硫化碳368
21.5.4二甲基硫368
21.6工程案例369
21.7展望369
參考文獻370

前言/序言

隨著工業發展和城市化進程,世界範圍內的大氣汙染越來越嚴重。大氣汙染物質中,除顆粒性汙染物(煙塵、粉塵、總懸浮顆粒)外,氣態汙染物(CO2、SO2、NOx和烴類化閤物)是主要汙染成分。揮發性有機物(VOCs)作為碳化閤物汙染之一,給生態環境和人體健康(緻畸、緻癌等)帶來瞭嚴重危害,對全球經濟發展乃至人類的生存帶來瞭嚴峻的挑戰。有機廢氣淨化技術的選擇取決於多項參數,如汙染物種類、濃度、氣體流速、法規標準。若迴用成本低於采購原料揮發性有機物成本,在這種情況下,非破壞性方法是較好的選擇,如冷凝、膜分離、吸收、吸附等。若揮發性有機物明顯迴用價值,或在揮發性有機物與有毒化閤物混閤的情況下,需選用銷毀方法,如熱氧化、催化氧化、生物過濾法、光催化和低溫等離子體等。
低溫等離子體是一種可以減少揮發性有機物排放和其他工業廢氣的新興技術,已經在大範圍的排放物處理中得到有效應用,包括脂肪族烴、氯氟烴、甲基腈、碳酰氯、甲醛、硫和有機磷化閤物、硫和氮氧化物,這樣的等離子體可以通過各種放電(輝光放電、電暈放電、介質阻擋放電、射頻放電、滑動弧放電等)産生。氣體放電産生等離子體,其中主要的電能(大於99%)用於産生高能電子,而不是加熱全部的氣流。這些高能電子通過載氣分子的電子轟擊分裂、激發、電離産生激發粒子、自由基、離子和額外的電子。這些活性粒子則可氧化、還原或分解汙染物分子,並不需要加熱全部氣流來破壞汙染物。另外,低溫等離子體技術具有高選擇性和相對低的維護要求,高選擇性使其在排放控製時有相對低的能耗,而低的維護要求減少瞭每年的維護費。
本書對放電等離子體發生的基本原理和機理、發生器類型、物理化學特徵到有機物降解機理與副産物風險、工程案例均做瞭詳細論述。
編著者一直緻力於環境等離子體技術的研發工作,積纍瞭大量公開發錶和未發錶的等離子體技術資料和豐富的工程實踐經驗。現將等離子體處理有機廢氣的原理與技術前沿成果匯總,供與讀者參考,希望有更多的研究者關注環境等離子體技術。
感謝國傢自然科學基金(50908237)、廣東省科技計劃項目(2015A020215013)、廣州市科技計劃項目(201709010070)和中山大學本科教學改革與教學質量工程項目“重點教材建設”項目的研究資助;同時感謝給予幫助和鼓勵的老師、同事和同行。另外,還要感謝課題組研究生所付齣的辛勤勞動。
限於編著者水平,不妥與疏漏之處在所難免,懇請讀者及同行諒解和幫助指正。

杜長明
2017年6月
好的,這裏為您創作一份關於一本名為《生物傳感器與生物電子學:原理、應用與未來》的圖書簡介。這份簡介力求詳盡、專業,並避免任何可能暴露其為人工智能生成的內容的痕跡。 --- 圖書簡介:《生物傳感器與生物電子學:原理、應用與未來》 導言:跨越生命與電子的交匯點 在二十一世紀的科技前沿,生命科學與電子工程的深度融閤催生瞭一個極具潛力的研究領域——生物傳感器與生物電子學。本書《生物傳感器與生物電子學:原理、應用與未來》正是基於這一宏大背景而精心編撰的綜閤性專著。它並非僅僅是對現有技術的簡單羅列,而是深入剖析瞭從分子識彆機製到集成電路設計,再到實際臨床與環境應用的完整知識體係。 本書旨在為生物工程、電子信息、材料科學以及臨床醫學等領域的科研人員、高級本科生和研究生提供一本權威的參考讀物。它以嚴謹的學術態度和前沿的視角,係統地梳理瞭生物傳感器的核心理論框架、關鍵材料的特性、信號獲取與處理的電子學基礎,並展望瞭該領域未來十年的發展趨勢。 第一部分:生物傳感器的基礎理論與分子識彆機製(約450字) 本部分奠定瞭整個領域的理論基石。首先,本書詳細闡述瞭生物傳感器的基本結構——包括識彆元件(生物活性物質)、轉導元件(信號轉換)和信號處理單元。我們著重分析瞭識彆元件的多樣性,包括酶、抗體、核酸適體、細胞乃至完整的微生物結構。 在分子識彆機製方麵,本書係統比較瞭不同識彆事件的物理化學基礎,如特異性結閤動力學、構象變化誘導的信號産生等。特彆是,我們深入探討瞭針對特定分析物的識彆效率和選擇性如何受到環境因素(如pH值、離子強度)和材料錶麵的影響。 隨後,內容轉嚮轉導機製。本書詳盡解析瞭主要的信號轉換模式: 1. 電化學傳感:包括基於電位法、安培法(電流法)和電導法的原理,特彆強調瞭修飾電極材料(如納米碳管、石墨烯、金屬納米顆粒)對靈敏度和穩定性的提升作用。 2. 光學傳感:側重於錶麵等離子體共振(SPR)、熒光淬滅/增強技術以及光縴光柵傳感器的結構設計與信號放大策略。 3. 熱學與質量傳感:介紹石英晶體微天平(QCM)等技術在質量變化檢測中的應用,以及熱敏元件如何將生化反應的熱量釋放轉化為可測量的電信號。 理論部分的深度確保瞭讀者能夠理解為何某一種材料組閤能實現優於傳統方法的性能指標。 第二部分:生物電子學與信號調理技術(約400字) 生物傳感器測得的信號往往微弱、易受噪聲乾擾,且需要轉化為數字信息進行處理。因此,生物電子學構成瞭實現實用化係統的關鍵橋梁。 本書將大量的篇幅用於介紹低功耗、高精度前端電子電路設計。我們討論瞭如何利用斬波穩定技術、自動歸零放大器來有效抑製低頻噪聲(如1/f噪聲),這對於測量處於生理環境中的痕量分析物至關重要。 核心內容包括: 模數轉換(ADC)技術選型:針對不同應用場景(例如,植入式設備對功耗的極緻要求與體外診斷設備對高分辨率的需求),推薦閤適的ADC架構(如Sigma-Delta、逐次比較型)。 無綫傳輸模塊:探討瞭生物電子設備如何通過低功耗藍牙(BLE)或射頻識彆(RFID)技術與外部係統進行安全、可靠的數據交互。 片上係統(SoC)集成:分析瞭將生物識彆前端、信號處理和通信單元集成到單個芯片上的挑戰與機遇,特彆是在柔性電子器件中的實現路徑。 這部分內容強調瞭係統集成思維,即傳感器性能的最終體現高度依賴於與其配套的電子學支持。 第三部分:前沿應用領域與係統集成案例(約450字) 在理論和電子學基礎之上,本書聚焦於當前最具突破性的應用實例,展示瞭生物傳感器如何解決實際世界中的復雜問題。 1. 醫療診斷與監測: 即時檢驗(POCT)係統:詳細分析瞭用於血糖、心肌標誌物、傳染病抗原檢測的微流控芯片與集成傳感器的設計。重點探討瞭如何通過微流控技術實現樣本的預處理、試劑的精確分配以及多重分析物的同步檢測。 植入式連續監測:本書深入研究瞭用於長期血糖、pH值或氧飽和度監測的生物電子設備。討論的難點包括生物相容性材料的選擇、長期穩定性的保證以及傳感器“生物汙損”問題的解決策略。 2. 環境監測與食品安全: 針對水質監測中的重金屬離子、農藥殘留和細菌汙染,本書介紹瞭基於光電放大和電化學陣列的高通量篩選平颱。在食品安全領域,重點解析瞭用於快速檢測過敏原和非法添加劑的便攜式生物傳感盒的設計思路。 3. 類器官與器官芯片(Organ-on-a-Chip): 這是本書最具前瞻性的章節之一。我們探討瞭如何將高靈敏度的電化學或光學傳感器陣列植入到微流控培養環境中,以實時、動態地監測藥物在類器官係統中的代謝、毒性反應和細胞間通訊。這標誌著體外藥物篩選正在從靜態模型嚮更接近生理狀態的動態監測邁進。 結論與展望(約200字) 《生物傳感器與生物電子學:原理、應用與未來》的收官部分對領域現狀進行瞭批判性總結,並對未來進行瞭審慎的展望。我們認為,人工智能(AI)與機器學習在生物信號的復雜模式識彆中的應用,以及新型二維材料在提高界麵性能方麵的潛力,將是未來十年該領域突破的關鍵驅動力。 本書不僅是一本知識的載體,更是一份激發創新思維的藍圖。它引導讀者超越單一學科的限製,以跨學科的視角去理解和設計下一代能夠感知生命活動的智能電子係統。對於緻力於將前沿科技轉化為實際應用的工程師和科學傢而言,本書無疑是探索生物電子世界不可或缺的指南。

用戶評價

評分

作為一個長期關注環保産業的投資者,我尋找的不僅僅是技術的介紹,更是其市場潛力和商業價值的體現。這本書在這一點上給我帶來瞭意外的驚喜。作者在章節的末尾,或者在某個獨立的章節中,巧妙地融入瞭對低溫等離子體技術在實際應用中的經濟性分析。他詳細列舉瞭不同應用場景下的設備成本、運行成本以及預期效益,並與傳統技術進行瞭細緻的財務比較。我特彆注意到瞭書中關於“生命周期成本”的概念,這對於評估一項技術的長期投資迴報至關重要。此外,書中還提及瞭一些成功的商業化案例,雖然沒有透露具體的公司名稱,但通過對這些案例的描述,我能感受到這項技術在不同工業領域(如電子製造、印刷、醫藥化工等)所展現齣的廣泛適用性和巨大的市場需求。這種將技術原理與商業現實相結閤的寫作手法,對於我這樣的讀者來說,無疑是極其實用的。它讓我能夠更清晰地把握這項技術的市場定位,以及其在推動綠色産業發展中所扮演的角色。讀完後,我感覺自己對這項技術的投資價值有瞭更清晰的判斷。

評分

這本書的包裝設計十分吸引人,深藍色的封麵上,一道流動的、泛著幽光的等離子體圖樣,似乎在無聲地訴說著其內部蘊含的科技魅力。我原本對有機廢氣處理領域瞭解不多,更彆說低溫等離子體這個相對專業的概念瞭。然而,在翻閱瞭這本書的前半部分後,我驚嘆於作者的敘述方式。他並非直接拋齣復雜的理論公式,而是從生活化的場景入手,例如工業生産中常見的異味睏擾,以及空氣汙染對我們健康帶來的潛在威脅。通過這些 relatable 的開篇,讀者很容易産生代入感,進而對解決這些問題的技術産生好奇。書中對不同類型有機廢氣的成因和危害的剖析也相當到位,配以圖文並茂的講解,即便沒有深厚的化學背景,也能大緻理解其中的原理。這種循序漸進、由淺入深的學習路徑,對於我這樣希望拓寬知識麵的非專業讀者來說,無疑是一個巨大的福音。我尤其欣賞作者在介紹技術原理時,並沒有迴避其復雜性,而是通過類比和生動的比喻,將抽象的科學概念變得易於理解。例如,在解釋等離子體産生過程中電子與氣體分子的碰撞時,他用瞭“微小的能量球在高速運動中撞擊並打散目標”的比喻,瞬間讓我腦海中浮現齣一幅清晰的畫麵,這比枯燥的術語描述要有效得多。

評分

這本書最讓我印象深刻的部分,是它在闡述復雜科學原理時所展現齣的“人情味”。作者在介紹低溫等離子體的産生機製時,沒有一開始就祭齣令人望而生畏的物理化學公式,而是先用瞭一個非常貼切的比喻,想象著無數微小的“能量精靈”在空氣中跳躍、碰撞,然後將汙染物分子“擊碎”或“轉化”。這個比喻立刻讓我放鬆瞭警惕,也點燃瞭我繼續探索的興趣。隨後,作者開始逐步引入一些必要的科學術語,但每一次齣現,都會給齣清晰的解釋,並且常常會附帶一些示意圖,這些圖並非簡單枯燥的流程圖,而是充滿瞭動態感,仿佛真的能看到等離子體在“工作”。我尤其喜歡書中對“活性粒子”的描述,作者並沒有將它們描繪成冷冰冰的化學物質,而是用“擁有強大‘淨化能量’的精靈”來形容它們,這種擬人化的錶達方式,讓整個技術過程變得生動有趣,也更容易讓人記住。對於我這種平時很少接觸科學書籍的普通讀者來說,這樣的寫作風格真的非常友好,讓我感覺學習過程不再是負擔,而是一種享受。

評分

這本書給我最深刻的印象是其係統性和前瞻性。在技術方法的論述上,作者並未局限於單一的低溫等離子體技術,而是將其置於整個有機廢氣淨化的大背景下進行審視。書中花瞭相當篇幅探討瞭現有其他廢氣處理技術的優缺點,比如吸附法、催化燃燒法等,並通過嚴謹的數據對比和案例分析,凸顯瞭低溫等離子體技術在處理某些特定有機廢氣時所展現齣的獨特優勢,如能耗低、反應條件溫和、二次汙染少等。這種全方位的對比分析,不僅幫助我更全麵地認識瞭有機廢氣處理的技術圖譜,也讓我對低溫等離子體技術的未來發展潛力有瞭更深刻的理解。更值得一提的是,書中並沒有止步於對現有技術的介紹,而是大膽地探討瞭未來可能的改進方嚮和發展趨勢。例如,作者對新型電極材料、更高效的電源控製技術以及與其他淨化技術的集成應用等前沿話題進行瞭深入的展望,這讓我感覺自己不僅僅是在閱讀一本技術手冊,更像是在窺探一個正在蓬勃發展的科學前沿。對於那些對技術創新和未來趨勢感興趣的讀者而言,這本書所提供的視角是極其寶貴的。它鼓勵人們跳齣現有的思維框架,去思考如何進一步優化和提升這項技術。

評分

這本書的嚴謹性和數據支持給我留下瞭深刻的印象。在論述低溫等離子體淨化有機廢氣的效率時,作者並未停留在籠統的描述,而是引用瞭大量的實驗數據和研究報告。書中不乏關於不同有機汙染物(如VOCs、硫化物、氮氧化物等)在特定等離子體參數下的去除率、能耗以及副産物生成等方麵的詳細數據。這些數據並非隨意列舉,而是根據不同的實驗條件、設備配置以及汙染物類型進行瞭分類和比較,使得讀者能夠清晰地看到技術的性能邊界和優化空間。我注意到作者在引用數據時,都會注明其來源,這大大增加瞭論述的可信度。此外,書中還包含瞭多個實地案例分析,通過對這些案例的深入剖析,我不僅瞭解瞭低溫等離子體技術在不同工業場景下的實際應用效果,也對該技術在不同環境條件下的適應性有瞭更直觀的認識。這種以數據驅動的論述方式,對於我這樣重視實證和科學依據的讀者來說,無疑具有極高的價值,讓我能夠對這項技術的能力和局限性有更客觀、更深入的判斷。

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