煤矸石资源化综合利用新技术

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出版者:
作者:张长森
出品人:
页数:219
译者:
出版时间:2008-3
价格:27.00元
装帧:
isbn号码:9787122019509
丛书系列:
图书标签:
  • 煤矸石
  • 资源化利用
  • 综合利用
  • 新技术
  • 环保
  • 节能
  • 清洁能源
  • 工业废弃物
  • 环境工程
  • 煤炭
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具体描述

《煤矸石资源化综合利用新技术》介绍了国内外煤矸石的利用概况,叙述了煤矸石的产生、组成、结构、性质和分析方法,思考和展望了我国煤矸石利用的前景,论述了煤矸石在建筑材料、陶瓷、化学工业、农业等资源化综合利用技术和各种产品的生产工艺。既有一定理论深度,又有实际使用技术。

炼金术的新篇章:现代无机材料的创新与应用 本书聚焦于二十一世纪材料科学领域最具前瞻性的研究方向,深入剖析了新型无机非金属材料的合成、结构调控、性能优化及其在高端技术领域中的突破性应用。 我们旨在为读者呈现一个跨越传统材料学边界的广阔视野,重点关注那些能够解决当前工业瓶颈、推动可持续发展和提升人类生活质量的革命性材料体系。 全书共分六大部分,结构严谨,内容涵盖基础理论到前沿实践,力求构建一个系统而深入的知识图谱。 --- 第一部分:功能性纳米晶体的精确构筑与量子效应控制 本部分着重探讨如何突破传统晶体生长限制,实现对无机材料在纳米尺度上的精准形貌、尺寸和表面能调控。 1.1 溶剂热/水热法的高级衍生与界面化学工程: 详细解析了超临界流体辅助合成技术,如何通过精确控制成核与生长速率,获得具有特定晶面暴露和高活性位点的纳米颗粒。探讨了界面官能团化对材料催化活性和生物相容性的决定性影响。 1.2 量子点(QDs)的新一代体系: 摒弃传统的有毒重金属元素,本书重点介绍了基于III-V族和钙钛矿结构的新型无毒量子点。深入剖析了量子限域效应在光电转换中的物理机制,并展示了如何通过表面配体工程来有效钝化缺陷态,实现超窄带发射和高光致发光量子效率(PLQY)。内容包括近红外(NIR)发光材料在生物成像中的应用潜力。 1.3 拓扑绝缘体与二维材料的异质结构建: 阐述了原子层沉积(ALD)技术在构建复杂多层异质结构中的精确性优势。重点讨论了二维材料(如MoS2, h-BN)之间的范德华异质结在构建单电子晶体管和高灵敏度传感器方面的独特优势。分析了界面应力对电子输运性能的非线性影响。 --- 第二部分:能源存储与转换的高效电极材料设计 本部分聚焦于下一代能源系统的核心——高性能电化学材料,特别是针对高能量密度和长循环寿命的需求。 2.1 固态电解质与全固态电池(ASSBs)的界面难题: 详细对比了聚合物、氧化物和硫化物基固态电解质的离子电导率、机械性能和界面阻抗。重点分析了锂枝晶的形成机理,并提出了通过界面复合涂层(如LiPON)和原位应力调控来抑制枝晶生长的创新策略。 2.2 锂离子电池(LIBs)负极的硅基革命: 剖析了纯硅材料面临的巨大体积膨胀问题。本书提出了一系列解决方案,包括多孔结构设计(如碳包覆的多孔硅纳米线)、应力缓冲基质(如Si/C纳米复合材料的3D网络构建),以及在新型粘结剂(如PTFE替代品)方面的最新进展。 2.3 水系电池与钠离子电池的关键材料突破: 针对能源安全和成本控制,深入研究了普鲁士蓝类似物(PBAs)和层状氧化物在水系和非水系钠离子电池中的可逆性与倍率性能。讨论了高价态锰基氧化物在水系正极中通过表面保护层实现高电压稳定性的化学机制。 --- 第三部分:先进陶瓷与复合材料的超高温服役性能 本部分关注航空航天、核能等极端环境下所需的结构材料,强调耐热性、抗氧化性和结构可靠性。 3.1 超高温陶瓷(UHTCs)的增韧与复合化: 详细介绍了碳化锆(ZrC)和氮化铪(HfN)等UHTCs的制备工艺,特别是反应烧结技术(RS)在高密度和低孔隙率材料制备中的应用。探讨了引入纳米纤维或钇稳定氧化锆(YSZ)颗粒对材料断裂韧性的协同增强机制。 3.2 陶瓷基复合材料(CMCs)的纤维与基体界面控制: 重点阐述了如何通过化学气相渗透(CVI)技术制备碳化硅/碳化硅(SiC/SiC)复合材料。核心内容在于界面层(ICL)的设计,如使用热解产物(PyC)和氮化硼(BN)涂层,以确保在高温断裂过程中实现裂纹偏转和能量耗散,而非脆性断裂。 3.3 难熔合金的增材制造与微观结构调控: 针对铌、钼、钨等难熔金属,分析了激光选区熔化(SLM)过程中的凝固行为和偏析问题。研究了通过优化扫描策略和后处理热循环,来控制晶粒取向和减少热裂纹,从而提高增材制造难熔结构件的综合力学性能。 --- 第四部分:生物医学无机材料的靶向递送与成像 本部分探讨了无机材料在生物医学工程中的转化应用,特别是其生物相容性、可降解性和多功能集成能力。 4.1 智能响应性纳米载体的设计: 聚焦于pH敏感、温度敏感或还原性环境敏感的无机载体。例如,如何设计表面修饰了聚乙二醇(PEG)的介孔二氧化硅(MSN),使其在肿瘤微环境(低pH或高谷胱甘肽浓度)下迅速去包被,实现药物的精准释放。 4.2 基于稀土和贵金属的生物成像探针: 详细介绍了上转换纳米粒子(UCNPs)和金纳米探针在活体成像中的优势。UCNPs如何利用近红外光激发实现深层组织无背景的成像,以及金纳米棒的局域表面等离子体共振(LSPR)效应在光热治疗(PTT)中的定量应用。 4.3 生物活性骨修复材料的梯度设计: 研究了羟基磷灰石(HAp)和生物活性玻璃(Bio-Glass)的复合化技术。重点介绍了利用3D打印技术构建具有梯度孔隙率和梯度化学成分的支架,模拟天然骨骼的力学梯度和生物活性梯度,以促进骨再生。 --- 第五部分:环境催化与污染物去除的前沿技术 本部分关注无机材料在水净化、空气治理和能源催化领域中的高效应用,强调可持续性。 5.1 负载型光催化剂的效率提升: 深入研究了基于g-C3N4、TiO2和BiVO4等半导体材料的光催化剂的局限性。重点讨论了通过元素掺杂(如N或B掺杂)和贵金属(如Pt, Au)或碳材料(如石墨烯)的协同构建,来拓宽可见光响应范围和提高电荷分离效率的机制。 5.2 污染物的高效吸附材料: 详细介绍了金属有机框架(MOFs)和共价有机框架(COFs)在重金属离子(如Cr(VI), Pb(II))和有机染料去除中的应用。分析了框架结构的可调性如何赋予材料超高的比表面积和选择性吸附位点。 5.3 甲烷干重整反应的高稳定性催化剂: 探讨了镍基或贵金属基催化剂在处理高碳数或含硫气体的挑战。提出了通过将活性金属纳米粒子嵌入到高熵陶瓷载体中,以提高其抗积碳能力和热稳定性,从而实现工业级催化反应的长期稳定运行。 --- 第六部分:先进计算方法与材料性能预测 本部分收录了现代计算材料学工具在加速新材料发现中的关键作用。 6.1 密度泛函理论(DFT)在缺陷工程中的应用: 展示了如何利用DFT精确计算点缺陷、位错和晶界能,从而预测材料的扩散系数和电子结构变化。通过计算不同掺杂元素的形成能,指导实验人员选择最优的掺杂方案。 6.2 机器学习/人工智能在材料筛选中的集成: 介绍了如何构建高通量计算数据库,并利用高斯过程回归(GPR)或神经网络模型,对数百万种可能的化合物组合进行快速性能筛选,预测其特定性质(如带隙、硬度或催化活性),实现“按需设计”材料的理念。 --- 本书面向材料科学、化学工程、物理学、能源科学及环境科学领域的研究人员、高级工程师和研究生。 它不仅是理论学习的深度参考,更是指导前沿实验设计和工程实践的路线图。通过对这些创新技术的深入解读,读者将能把握下一代无机材料技术变革的核心脉络。

作者简介

目录信息

读后感

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用户评价

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坦白说,我本来是抱着“查阅资料”的心态翻开这本书的,期待能找到几篇晦涩难懂的专利摘要堆砌在一起的“技术大全”。然而,这本书的行文风格却出乎意料地具有一种沉稳而富有逻辑性的叙事感。它没有一味地堆砌那些令人望而生畏的化学方程式,而是将复杂的转化过程,用一种近乎“讲故事”的方式娓娓道来。从煤矸石的物相分析入手,逐步过渡到热化学反应机理,最后落脚于产业化的经济效益评估,整个知识体系的构建如同精妙的建筑蓝图,层层递进,逻辑严密得让人心服口服。尤其让我印象深刻的是,作者在讨论“固废资源化”时,不仅仅关注技术本身,还深入探讨了政策导向和社会接受度等软性因素,这种宏观与微观相结合的视角,使得这本书超越了单纯的技术手册范畴,成为了一部具有前瞻性的行业发展指南。我感觉自己仿佛跟随一位经验老到的工程师,走进了最前沿的试验室和生产现场,亲眼见证了技术革新的每一个关键节点。

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这本书最大的魅力,或许在于它构建了一个完整的、可以自我优化的技术生态系统。它不仅仅是关于“如何处理煤矸石”这一单一问题的解答,而更像是一张关于“工业循环经济”的宏大战略图景。作者从源头——煤矸石的精确分类与预处理入手,层层递进,直至最终产品的市场化应用,甚至提到了废弃物产生的废水如何通过微生物反应器进行零排放处理。这种全局观让人震撼。不同于市面上许多只关注单一技术突破的书籍,本书真正体现了系统工程的思想。它要求读者跳出具体的反应釜去看待整个生产流程,思考上下游环节的耦合与协同。我从中获得的启发,远超煤矸石处理本身,它让我对未来工业生产中所有“副产品”的处理方式,都产生了一种全新的、更具创造性的思考角度。这本书,真正配得上“新技术”这三个字,因为它提供了一种全新的思维范式。

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这本书的装帧和排版,虽然朴实无华,但透露出一种对内容质量的绝对自信。内页的图表质量之高,是很多同类专业书籍望尘莫及的。那些关于不同煤矸石矿物组成与反应活性的热重分析(TGA)曲线,以及不同处理温度下的产物晶相衍射(XRD)图谱,都清晰无比,标注详尽。对我这样需要对照实验数据进行分析的人来说,这简直是福音。它不是那种泛泛而谈的科普读物,而是深扎泥土、直面工业化挑战的硬核之作。每一个实验参数的设定,都似乎是历经无数次失败后才凝练出来的“黄金准则”。我特别欣赏作者对“不确定性”的处理态度,他们坦诚地指出了当前技术在规模化应用中可能遇到的瓶颈,并提出了几种并行探索的优化方向,这种严谨求实的科学精神,是极其宝贵的。读完后,我感觉自己手中握着的不再是一本书,而是一份经过时间考验的、沉甸甸的工业宝典。

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这本《煤矸石资源化综合利用新技术》的书籍,从我这个非专业人士的角度来看,简直是一部关于“变废为宝”的现代工业史诗。我原以为煤矸石不过是堆在矿区里、毫无价值的废弃物,阅读完这本书后,才发现我对这个世界的理解是多么的狭隘和浅薄。书中对于如何将这种看似丑陋的副产品,通过一系列前沿的技术手段,转化为高附加值的建筑材料、土壤改良剂乃至能源载体,描绘得淋漓尽致。特别是关于超细粉磨技术和低温煅烧工艺的章节,简直是技术细节的饕餮盛宴,每一个参数的设定、每一种催化剂的选择,都体现了作者团队深厚的理论功底和丰富的实践经验。读到那些具体案例,比如某地利用高钙煤矸石烧制出的新型环保水泥,其强度和耐久性竟然超越了传统材料,我简直要为之击节赞叹。这本书的价值,不仅仅在于它提供了一套可行的技术路线图,更在于它以一种近乎革命性的视角,重塑了我们对工业废弃物价值的认知,让人深刻体会到可持续发展理念在实际工程中的伟大力量。

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初读这本书时,我的主要兴趣点在于其对“环境友好型”材料开发的探索。我原以为会看到大量使用强酸强碱进行溶解和重结晶的“激进”方法,但出乎意料的是,书中的主流技术路线聚焦于“低能耗、低污染”的物理和温和化学转化。比如,书中详细介绍的利用超临界水氧化技术对煤矸石进行改性,以提高其作为催化剂载体的活性,这个思路真是巧妙得令人拍案叫绝。它巧妙地避开了传统湿法处理带来的二次污染问题,将环保理念融入到资源化利用的每一个环节。更值得称道的是,作者似乎对成本控制有着近乎偏执的关注,书中的每一个技术方案,后面都紧跟着一个详细的经济性测算模型,清晰地展示了何时能实现盈亏平衡,何时能产生显著效益。这种将科学的浪漫与商业的现实紧密结合的写作方式,使得这本书不仅对科研人员有价值,对准备投资或转型升级的企业家而言,也是一份无可替代的商业决策参考书。

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