基本信息
二氧化碳捕集和利用
作者：王獻紅 主編
出版日期：2016年4月
書號：978-7-122-25695-9
開本：B5 710×1000 1/16
裝幀：精
版次：1版1次
頁數：319頁
內容簡介
本書從世界能源結構尤其是中國的能源結構現狀和未來出發，總結梳理了二氧化碳的排放現狀，在此基礎上系統介紹了二氧化碳的捕集和利用技術的最新進展。捕集技術中重點介紹了離子液體捕集技術、多孔金屬有機骨架材料捕集技術、極稀濃度二氧化碳的捕集技術等近幾年發展起來的新技術。二氧化碳的利用方面，重點介紹了二氧化碳作為碳氧資源化學固定為高分子材料和二氧化碳作為碳資源化學固定為能源化學品等技術。
本書可供化學、化工、發電、冶金等領域從事二氧化碳捕集的工程技術人員、從事二氧化碳利用的研發人員、企業和政府從事碳減排管理的管理人員閱讀參考。
目錄信息
第1章 二氧化碳的排放 1
1.1 能源結構變遷與二氧化碳排放 1
1.1.1 能源結構變遷 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 未來能源結構下二氧化碳的排放——評述與展望 19
參考文獻 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 23
2.1.1 燃燒後脫碳 24
2.1.2 燃燒前脫碳 24
2.1.3 富氧燃燒技術 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 26
2.2.2 物理吸收技術 34
2.2.3 化學吸收和解析技術 36
2.2.4 物理與化學聯合捕集技術 43
2.2.5 膜分離技術 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套用領域 56
2.3.2 食品級二氧化碳提純技術 58
2.4 二氧化碳捕集新技術 63
2.4.1 離子液體技術 63
2.4.2 多孔金屬有機骨架吸附技術 66
2.5 本章總結與展望 70
參考文獻 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（CCS）的局限性 80
3.3.3 空氣中直接捕獲CO2的技術 81
3.4 DAC技術的能耗分析 82
3.5 DAC吸收塔的設計 84
3.6 用於DAC的吸附劑 86
3.6.1 無機吸附劑 86
3.6.2 負載化的有機胺吸附劑 90
3.6.3 陰離子交換樹脂 95
3.7 解吸的技術 96
3.8 DAC的費用以及可行性 97
3.9 總結和展望 98
參考文獻 99
第4章 二氧化碳作為碳氧資源化學固定為小分子化合物 104
4.1 二氧化碳的分子結構和物化性能 104
4.1.1 二氧化碳的分子結構 104
4.1.2 二氧化碳的物理性質 105
4.1.3 二氧化碳的化學性質 106
4.2 二氧化碳固定為尿素 107
4.2.1 尿素簡介 107
4.2.2 尿素生產理論基礎 107
4.2.3 尿素工藝發展概況 108
4.3 二氧化碳製備環狀碳酸酯 109
4.3.1 催化劑發展史 109
4.3.2 二氧化碳與環氧化物加成反應的機理 118
4.3.3 新型環狀碳酸酯的合成和反應性能 121
4.4 二氧化碳固定為無機碳酸鹽 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 水楊酸的套用 133
4.6 二氧化碳直接與甲醇反應製備碳酸二甲酯 134
4.6.1 催化劑發展史 134
4.6.2 脫水劑的使用 139
4.6.3 CO2和甲醇反應直接製備DMC的反應機理 140
4.7 二氧化碳製備甲基丙烯酸 142
4.7.1 基本原理 143
4.7.2 催化劑發展史 144
4.8 評述與展望 145
參考文獻 146
第5章 二氧化碳作為碳氧資源化學固定為高分子材料 153
5.1 二氧化碳參與的聚合反應 153
5.1.1 二氧化碳與炔烴/二鹵代物的縮聚反應 153
5.1.2 二氧化碳與二元胺的縮聚反應 154
5.1.3 二氧化碳與二元醇鉀鹽/?,??-二鹵代物的縮聚反應 154
5.1.4 二氧化碳與烯烴化合物的共聚反應 155
5.1.5 二氧化碳與二炔類化合物的共聚反應 155
5.1.6 二氧化碳與環硫化合物的共聚反應 156
5.1.7 二氧化碳與環氮化合物的共聚反應 156
5.1.8 二氧化碳與環氧化合物的共聚反應 156
5.1.9 二氧化碳參與的三元共聚反應 166
5.2 二氧化碳-環氧化物共聚物 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-環氧丙烷共聚物的結構與性能 216
5.2.4 二氧化碳基塑膠的改性 236
5.3 二氧化碳基聚氨酯 241
5.3.1 二氧化碳製備聚碳酸酯醚多元醇 241
5.3.2 二氧化碳基聚氨酯的結構與性能 248
5.4 非光氣路線製備聚碳酸酯 249
5.4.1 碳酸二甲酯的製備方法 250
5.4.2 從碳酸二甲酯製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 261
5.5 非光氣路線合成聚氨酯 263
5.5.1 非光氣路線製備異氰酸酯 264
5.5.2 非異氰酸酯路線製備聚氨酯 268
5.6 評述與展望 269
參考文獻 270
第6章 二氧化碳作為碳氧資源化學固定為能源化學品 280
6.1 二氧化碳加氫製備甲醇 280
6.1.1 二氧化碳製備甲醇的理論基礎 280
6.1.2 催化劑發展史 284
6.1.3 反應器設計及最最佳化 288
6.1.4 工業化實踐 289
6.2 二氧化碳製備甲酸 289
6.2.1 二氧化碳製備甲酸的理論基礎 290
6.2.2 催化劑發展史 290
6.2.3 機理研究 297
6.3 二氧化碳加氫製備一氧化碳 299
6.3.1 催化劑 300
6.3.2 反應器 301
6.3.3 反應機理 301
6.4 二氧化碳加氫製備甲烷 303
6.4.1 二氧化碳加氫製備甲烷的理論基礎 303
6.4.2 催化劑發展 304
6.4.3 反應機理 307
6.5 二氧化碳加氫製備碳氫化合物 309
6.6 評述和展望 312
參考文獻 312
