化學工程發(fā)展戰(zhàn)略：高端化、綠色化、智能化
定 價：398 元
- 作者：國家自然科學基金委員會化學科學部五處組織編寫張鎖江、彭孝軍、朱旺喜、張國俊主編
- 出版時間：2023/1/1
- ISBN：9787122412942
- 出 版 社：化學工業(yè)出版社
- 中圖法分類：TQ02
- 頁碼：
- 紙張：純質(zhì)紙
- 版次：
- 開本：16開
《化學工程發(fā)展戰(zhàn)略：高端化、綠色化、智能化》圍繞化學工程高端化、綠色化、智能化三個主題，由國家自然科學基金委員會化學科學部五處組織，邀請全國化工領(lǐng)域?qū)＜覍W者編寫而成。全書共7章，包括緒論、分子設(shè)計與產(chǎn)品高端化、化工過程綠色化、重要資源的高效綠色轉(zhuǎn)化利用、安全智能系統(tǒng)與循環(huán)經(jīng)濟、跨尺度關(guān)聯(lián)——介科學與智能過程、未來發(fā)展趨勢與展望。全書聚焦國際視野和前沿，面向國家重大需求，在深入洞悉各學科方向的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，凝練出關(guān)鍵科學問題及技術(shù)難題，展示了我國化工領(lǐng)域最新的科研成果、進展和技術(shù)水平，提出重點發(fā)展方向與趨勢，為我國化工學科基礎(chǔ)研究和技術(shù)創(chuàng)新提供重要指導(dǎo)。本書適合化工、材料、能源、環(huán)境等相關(guān)領(lǐng)域的高等院校師生、研究機構(gòu)研究人員閱讀，對他們明確科研方向、瞄準學術(shù)前沿，起到引領(lǐng)和指導(dǎo)作用。本書也是科技管理部門重要的決策參考資料，還適合社會大眾認識和了解化工學科發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢。
本書較系統(tǒng)地介紹了國內(nèi)外化工領(lǐng)域近年來的新概念、新方法和新成果，具有較高的學術(shù)水平和應(yīng)用價值，為我國化工技術(shù)發(fā)展提供了新思路、新方向，也將為科研工作者及管理決策者提供重要參考。本書的出版將有效引導(dǎo)科研人員面向國計民生的重大需求，開展高水平基礎(chǔ)和應(yīng)用研究，推動我國化工學科基礎(chǔ)研究水平和重大技術(shù)創(chuàng)新能力，為我國化學工業(yè)的高端化、綠色化和智能化發(fā)展提供戰(zhàn)略性的指導(dǎo)。
化學工業(yè)是我國國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)，具有重要的戰(zhàn)略地位。目前，我國已經(jīng)形成了較為完善的化學工業(yè)體系，化學工業(yè)規(guī)模居世界首位，但是國際競爭壓力大、高端產(chǎn)品發(fā)展受限、化學工業(yè)能耗物耗高等瓶頸問題仍然突出，特別是在“雙碳”目標下，面臨的挑戰(zhàn)更加不可忽視�；W科是研究化學工業(yè)及其他相關(guān)過程工業(yè)中的一門工程技術(shù)學科，集成了物質(zhì)化學轉(zhuǎn)化中高值化與規(guī)�；目茖W與技術(shù)問題。隨著學科交叉的不斷深入，逐漸形成了現(xiàn)代化工學科發(fā)展的新范式，推動了化工學科的不斷融合創(chuàng)新。“十三五”期間，我國化工學科研究水平不斷提高，在介科學、煤制烯烴、綠色介質(zhì)、分子辨識、合成生物學等基礎(chǔ)研究方面取得了突出成就，對我國化學工業(yè)發(fā)展起到重要的支撐作用。國家自然科學基金委員會近年來也不斷提升了對化工學科的資助力度，新設(shè)立了一批重大項目，支撐著化工領(lǐng)域人才的培養(yǎng)，極大促進了化工學科的發(fā)展。國家自然科學基金委員會化學科學部五處組織專家開展了化工學科“十四五”戰(zhàn)略研究，圍繞介尺度科學核心內(nèi)涵和化工過程高端化、綠色化、智能化的發(fā)展趨勢，聚焦與化工學科交叉融合等優(yōu)先發(fā)展及國際合作優(yōu)先領(lǐng)域，在分子、過程和系統(tǒng)三個層次依次布局，凝練了化工學科發(fā)展存在的關(guān)鍵科學問題，提出要加大對重大源頭創(chuàng)新、基礎(chǔ)科學引領(lǐng)和人才的支持力度。進一步強調(diào)化工學科要面向國家重大需求，通過科學基金引導(dǎo)和政策的支持，推動化工學科理論的源頭創(chuàng)新，提高成果轉(zhuǎn)化能力，為解決化學工業(yè)中的“卡脖子”技術(shù)和實現(xiàn)“雙碳”目標提供重要手段。本書在國家自然科學基金委員會化工學科中長期及“十四五”戰(zhàn)略研究的基礎(chǔ)上，由化學科學部五處組織，匯集了百余位國內(nèi)化工領(lǐng)域的學者參與編撰。緊密圍繞化學工程高端化、綠色化、智能化的發(fā)展趨勢，重點突出和體現(xiàn)了四個面向，即著眼于化工學科及與其他學科交叉融合的基礎(chǔ)科學前沿，凝練化工學科多個方向的關(guān)鍵科學問題，通過典型實例展示重大研究進展及成果，并對未來重要發(fā)展方向進行展望。自2020年5月確定本書編寫大綱，經(jīng)過線上和線下多次研討、審稿及專家咨詢，逐步明確撰寫定位和思路，不斷提升書稿水平，最終完成了《化學工程發(fā)展戰(zhàn)略：高端化、綠色化、智能化》。本書共分為7章。第1章為緒論，系統(tǒng)分析了化學工業(yè)的戰(zhàn)略地位、作用、貢獻及目前面臨的挑戰(zhàn)，重點介紹了化工學科發(fā)展的現(xiàn)狀、態(tài)勢及未來的發(fā)展方向；第2章～第6章分別介紹了分子設(shè)計與產(chǎn)品高端化、化工過程綠色化、重要資源的高效綠色轉(zhuǎn)化利用、安全智能系統(tǒng)與循環(huán)經(jīng)濟、跨尺度關(guān)聯(lián)—介科學與智能過程等領(lǐng)域的主要研究進展及成果；第7章為未來發(fā)展趨勢與展望，重點論述了化工高端化、綠色化、智能化、學科交叉及前沿等方向今后的發(fā)展趨勢。最后，誠摯感謝國家自然科學基金委員會對本書的大力支持，感謝顧問組、編寫人員、統(tǒng)稿人及秘書組對本書的貢獻，還要感謝化學工業(yè)出版社在編輯出版工作中的辛勤付出。限于編寫人員的時間與精力，本書難免存在疏漏，敬請讀者批評指正！編者
張鎖江，中國科學院院士，中科院過程工程研究所所長，研究員。主要從事離子液體、綠色過程、系統(tǒng)集成等方向的研究。揭示了離子液體氫鍵特殊性、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及構(gòu)效關(guān)系，形成了功能化離子液體的設(shè)計方法；建立了離子液體傳遞/反應(yīng)原位研究方法，闡明了其結(jié)構(gòu)對工程放大的影響規(guī)律；研發(fā)了系列反應(yīng)/分離新體系，發(fā)展了綠色過程系統(tǒng)集成方法，實現(xiàn)了離子液體的規(guī)模制備和多項綠色新技術(shù)的工業(yè)應(yīng)用。主持973計劃項目、863項目、國家自然科學基金重點項目、杰出青年科學基金項目、國際合作項目等科研項目，獲國家自然科學二等獎、中科院科技促進發(fā)展獎、侯德榜化工科技成就獎、“何梁何利基金科學與技術(shù)進步獎”等多項獎勵。出版著作有《離子液體納微結(jié)構(gòu)與過程強化》《綠色過程系統(tǒng)集成》《綠色介質(zhì)與過程節(jié)能》等。彭孝軍，中國科學院院士，大連理工大學化工學院院長，教授。主要從事精細化工領(lǐng)域功能分子結(jié)構(gòu)設(shè)計、清潔制造工藝的研究。提出了近紅外比率熒光菁染料的設(shè)計原理，發(fā)展出大Stokes位移的氨基菁染料平臺母體分子；通過染料分子識別和傳感性能研究，開發(fā)出多種熒光染料探針；攻克了相關(guān)染料的耐受性和清潔制造工藝等工程難題，形成了信息打印染料和血液細胞分析用染料等系列專利技術(shù)，得到產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，推動了染料在信息、生命領(lǐng)域的應(yīng)用拓展。曾獲國家自然科學獎二等獎、國家技術(shù)發(fā)明獎二等獎。
1緒論1.1 化學工業(yè)的戰(zhàn)略地位及挑戰(zhàn)0021.2 化工學科的現(xiàn)狀及態(tài)勢0031.2.1 化工學科的戰(zhàn)略地位及學科內(nèi)涵0031.2.2 化工學科的現(xiàn)狀及問題0031.3 化學工程的發(fā)展趨勢0051.3.1 化工高端化0051.3.2 化工綠色化0071.3.3 化工智能化0081.4 化工學科發(fā)展任務(wù)及目標009參考文獻0112分子設(shè)計與產(chǎn)品高端化2.1 分子熱力學與分子設(shè)計0142.1.1 發(fā)展現(xiàn)狀與挑戰(zhàn)0142.1.2 關(guān)鍵科學問題0172.1.3 主要研究進展及成果0182.1.4 未來發(fā)展方向與展望0242.2 典型化學反應(yīng)的催化材料與反應(yīng)機制0252.2.1 發(fā)展現(xiàn)狀與挑戰(zhàn)0252.2.2 關(guān)鍵科學問題0272.2.3 主要研究進展及成果0282.2.4 未來發(fā)展方向與展望0422.3 高效分離材料及傳遞機制0432.3.1 發(fā)展現(xiàn)狀與挑戰(zhàn)0432.3.2 關(guān)鍵科學問題0452.3.3 主要研究進展及成果0462.3.4 未來發(fā)展方向與展望0552.4 高端專用化學品功能調(diào)控機制0572.4.1 生物分子熒光探針及功能染料0572.4.2 有機光致變色材料及有機太陽電池敏化染料0612.4.3 有機發(fā)光二極管（OLED）關(guān)鍵化學品0652.4.4 紡織染整助劑0682.4.5 綠色農(nóng)藥的研究進展及展望0712.4.6 高端綠色表面活性劑0772.4.7 香料香精0812.4.8 新一代氯氟烴替代物0862.4.9 高端含能化學品0902.4.10 重要小分子藥物的先進制備0942.4.11 疫苗用工程納米佐劑0992.4.12 單原子催化劑1032.4.13 可降解綠色高端專用化學品1062.4.14 膠黏劑1092.4.15 電子化學品1172.4.16 高端化電池材料1202.5 合成生物學及生物醫(yī)藥產(chǎn)品1242.5.1 發(fā)展現(xiàn)狀與挑戰(zhàn)1252.5.2 關(guān)鍵科學問題1282.5.3 主要研究進展及成果1292.5.4 未來發(fā)展方向與展望1512.6 聚合物產(chǎn)品工程及高端聚合物1532.6.1 聚烯烴1542.6.2 工程塑料1572.6.3 熱固性高分子1592.6.4 熱塑性彈性體160參考文獻1623化工過程綠色化3.1 綠色介質(zhì)設(shè)計與綠色工程2063.1.1 發(fā)展現(xiàn)狀與挑戰(zhàn)2063.1.2 關(guān)鍵科學問題2073.1.3 主要研究進展及成果2083.1.4 未來發(fā)展方向與展望2253.2 過程強化新原理新機制2253.2.1 超重力過程強化2263.2.2 納微化工過程與裝備2293.2.3 微加工與智能過程2343.2.4 反應(yīng)-分離耦合強化過程2383.2.5 納微界面?zhèn)髻|(zhì)強化2433.3 綠色高效反應(yīng)工程2483.3.1 發(fā)展現(xiàn)狀與挑戰(zhàn)2483.3.2 關(guān)鍵科學問題2493.3.3 主要研究進展及成果2503.3.4 未來發(fā)展方向與展望2613.4 綠色高效分離工程2633.4.1 發(fā)展現(xiàn)狀與挑戰(zhàn)2633.4.2 關(guān)鍵科學問題2663.4.3 主要研究進展及成果2663.4.4 未來發(fā)展方向與展望2723.5 聚合與聚合物加工過程2733.5.1 聚合過程的強化與綠色化2743.5.2 聚合物加工過程的強化與綠色化2773.5.3 聚合過程在線監(jiān)測與智能化2793.6 食品綠色加工與安全控制2833.6.1 發(fā)展現(xiàn)狀與挑戰(zhàn)2833.6.2 關(guān)鍵科學問題2853.6.3 主要研究進展及成果2853.6.4 未來發(fā)展方向與展望290參考文獻2914重要資源的高效綠色轉(zhuǎn)化利用4.1 煤炭資源利用綠色過程3204.1.1 煤熱解過程3204.1.2 煤氣化過程3244.1.3 煤制烯烴過程3294.1.4 煤制油新過程3324.1.5 煤制芳烴過程3354.1.6 煤制含氧化學品3374.2 石油資源高效利用綠色過程3404.2.1 重油高效清潔利用3404.2.2 原油多產(chǎn)化學品3484.2.3 煉化副產(chǎn)資源高值化利用3574.3 天然氣資源轉(zhuǎn)化利用3614.3.1 發(fā)展現(xiàn)狀與挑戰(zhàn)3624.3.2 關(guān)鍵科學問題3644.3.3 甲烷轉(zhuǎn)化利用技術(shù)及研究進展3654.3.4 未來發(fā)展方向與展望3754.4 低品位礦產(chǎn)資源的高效利用化工過程3764.4.1 發(fā)展現(xiàn)狀與挑戰(zhàn)3774.4.2 關(guān)鍵科學問題3794.4.3 主要研究進展及成果3804.4.4 未來發(fā)展方向與展望3924.5 生物資源綠色轉(zhuǎn)化過程3924.5.1 生物基化學品的綠色生物制造3934.5.2 智能抗逆微生物細胞工廠的設(shè)計3984.5.3 生物體的生理特性和調(diào)控機制4054.5.4 現(xiàn)代發(fā)酵工業(yè)菌種的系統(tǒng)改造4104.5.5 生物過程智能裝備與過程控制4164.6 新能源化工與儲能工程4234.6.1 新能源材料化工熱力學4234.6.2 新能源轉(zhuǎn)換與化學利用過程4274.6.3 化學儲能器件與系統(tǒng)制造過程4314.6.4 物理儲能中的化工問題4354.7 農(nóng)用化學品綠色化4384.7.1 發(fā)展現(xiàn)狀與挑戰(zhàn)4384.7.2 關(guān)鍵科學問題4414.7.3 主要研究進展及成果4424.7.4 未來發(fā)展方向與展望4484.8 農(nóng)作物提取物加工利用技術(shù)4504.8.1 發(fā)展現(xiàn)狀與挑戰(zhàn)4504.8.2 關(guān)鍵科學問題4524.8.3 主要研究進展及成果4534.8.4 未來發(fā)展方向與展望4554.9 海洋化工4564.9.1 海洋生物質(zhì)提取與高效利用4564.9.2 海洋腐蝕過程模擬、優(yōu)化與控制4604.9.3 海洋涂層功能設(shè)計與工藝4624.9.4 深海常規(guī)與非常規(guī)能源開采與流動安全4664.9.5 海洋化工裝備服役大數(shù)據(jù)和全壽命期管理470參考文獻4745安全智能系統(tǒng)與循環(huán)經(jīng)濟5.1 面向可持續(xù)發(fā)展的過程系統(tǒng)工程5095.1.1 發(fā)展現(xiàn)狀與挑戰(zhàn)5095.1.2 關(guān)鍵科學問題5125.1.3 主要研究進展及成果5135.1.4 未來發(fā)展方向與展望5285.2 人工智能前沿在過程系統(tǒng)工程中的應(yīng)用5305.2.1 發(fā)展現(xiàn)狀與挑戰(zhàn)5305.2.2 關(guān)鍵科學問題5385.2.3 主要研究進展及成果5405.2.4 未來發(fā)展方向與展望5525.3 綠色碳科學與碳循環(huán)5555.3.1 發(fā)展現(xiàn)狀與挑戰(zhàn)5555.3.2 關(guān)鍵科學問題5575.3.3 主要研究進展及成果5585.3.4 未來發(fā)展方向與展望5685.4 化工污染多介質(zhì)系統(tǒng)控制與資源循環(huán)利用5695.4.1 發(fā)展現(xiàn)狀與挑戰(zhàn)5695.4.2 關(guān)鍵科學問題5715.4.3 主要研究進展及成果5725.4.4 未來發(fā)展方向與展望585參考文獻5866跨尺度關(guān)聯(lián)——介科學與智能過程6.1 介科學基本原理及其在化工復(fù)雜體系中的應(yīng)用6086.1.1 發(fā)展現(xiàn)狀與挑戰(zhàn)6096.1.2 關(guān)鍵科學問題6106.1.3 主要研究進展及成果6116.1.4 未來發(fā)展方向與展望6196.2 功能納米材料介尺度結(jié)構(gòu)形成機制與性能調(diào)控6196.2.1 納米材料介尺度結(jié)構(gòu)特征6196.2.2 功能納米材料介尺度形成和控制機制6206.2.3 納米材料介尺度結(jié)構(gòu)與性能關(guān)系預(yù)測6226.2.4 未來發(fā)展方向與展望6236.3 裝備/過程層次的介科學研究與應(yīng)用6236.3.1 發(fā)展現(xiàn)狀與挑戰(zhàn)6236.3.2 關(guān)鍵科學問題6266.3.3 主要研究進展及成果6276.3.4 未來發(fā)展方向與展望6336.4 層次界面與跨層次耦合的介科學研究與應(yīng)用6346.4.1 發(fā)展現(xiàn)狀與挑戰(zhàn)6356.4.2 關(guān)鍵科學問題6376.4.3 主要研究進展及成果6386.4.4 未來發(fā)展方向與展望6466.5 從虛擬過程到無人工廠——介科學驅(qū)動的過程工業(yè)智能化6486.5.1 發(fā)展現(xiàn)狀與挑戰(zhàn)6496.5.2 關(guān)鍵科學問題6526.5.3 主要研究進展與成果6526.5.4 未來發(fā)展方向與展望662參考文獻6647未來發(fā)展趨勢與展望7.1 化工高端化6807.1.1 加強創(chuàng)新提升技術(shù)含量6807.1.2 功能強化提高附加值6817.2 化工綠色化6817.2.1 原料和介質(zhì)綠色化6827.2.2 過程綠色化6827.2.3 能源綠色化6837.2.4 資源循環(huán)及高效利用6837.3 化工智能化6847.3.1 系統(tǒng)智能化6847.3.2 過程智能化6847.3.3 產(chǎn)品智能化6857.4 多學科交叉685參考文獻686索引
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