二氧化碳捕集和利用

近年来二氧化碳的捕集与利用成为学术界和工业界关注的热点。《二氧化碳捕集和利用》由该领域靠前的知名学者编著，系统总结了该领域科学研究和工业化的新进展，并且介绍了作者研究团队多项具有自主知识产权的成果，具有很高的学术水平和参考价值，特予推荐。

本书从世界能源结构尤其是中国的能源结构现状和未来出发，总结梳理了二氧化碳的排放现状，在此基础上系统介绍了二氧化碳的捕集和利用技术的近期新进展。捕集技术中重点介绍了离子液体捕集技术、多孔金属有机骨架材料捕集技术、极稀浓度二氧化碳的捕集技术等近几年发展起来的新技术。二氧化碳的利用方面，重点介绍了二氧化碳作为碳氧资源化学固定为高分子材料和二氧化碳作为碳资源化学固定为能源化学品等技术。
本书可供化学、化工、发电、冶金等领域从事二氧化碳捕集的工程技术人员、从事二氧化碳利用的研发人员、企业和政府从事碳减排管理的管理人员阅读参考。

第1章二氧化碳的排放 1
1.1能源结构变迁与二氧化碳排放  1
1.1.1能源结构变迁  1
1.1.2二氧化碳的排放  3
1.2二氧化碳问题的纷争  7
1.2.1二氧化碳引起的气候变化  8
1.2.2气候变化造成的影响  10
1.3可能的解决方案  15
1.3.1减少二氧化碳的排放  15
1.3.2CO2的捕集和储存  16
1.3.3二氧化碳的利用  16
1.3.4减少二氧化碳排放的政策与工具  17
1.4未来能源结构下二氧化碳的排放——评述与展望  19
参考文献  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论基础  23
2.1.1燃烧后脱碳  24
2.1.2燃烧前脱碳  24
2.1.3富氧燃烧技术  25
2.2集中排放二氧化碳的捕集  26
2.2.1物理吸附和解析技术  26
2.2.2物理吸收技术  34
2.2.3化学吸收和解析技术  36
2.2.4物理与化学联合捕集技术  43
2.2.5膜分离技术  48
2.3食品级二氧化碳的提纯  56
2.3.1食品级二氧化碳的主要应用领域  56
2.3.2食品级二氧化碳提纯技术  58
2.4二氧化碳捕集新技术  63
2.4.1离子液体技术  63
2.4.2多孔金属有机骨架吸附技术  66
2.5本章总结与展望  70
参考文献  70
第3章极稀浓度二氧化碳的捕集  77
3.1空气中CO2浓度及变化趋势  77
3.2气候变暖带来的问题  78
3.3从空气中捕集二氧化碳的迫切性  79
3.3.1生物体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术（CCS）的局限性  80
3.3.3空气中直接捕获CO2的技术  81
3.4DAC技术的能耗分析  82
3.5DAC吸收塔的设计  84
3.6用于DAC的吸附剂  86
3.6.1无机吸附剂  86
3.6.2负载化的有机胺吸附剂  90
3.6.3阴离子交换树脂  95
3.7解吸的技术  96
3.8DAC的费用以及可行性  97
3.9总结和展望  98
参考文献  99
第4章二氧化碳作为碳氧资源化学固定为小分子化合物  104
4.1二氧化碳的分子结构和物化性能  104
4.1.1二氧化碳的分子结构  104
4.1.2二氧化碳的物理性质  105
4.1.3二氧化碳的化学性质  106
4.2二氧化碳固定为尿素  107
4.2.1尿素简介  107
4.2.2尿素生产理论基础  107
4.2.3尿素工艺发展概况  108
4.3二氧化碳制备环状碳酸酯  109
4.3.1催化剂发展史  109
4.3.2二氧化碳与环氧化物加成反应的机理  118
4.3.3新型环状碳酸酯的合成和反应性能  121
4.4二氧化碳固定为无机碳酸盐  125
4.4.1二氧化碳固定为碳酸钠  125
4.4.2二氧化碳固定为碳酸钙  128
4.5二氧化碳固定为水杨酸  132
4.5.1水杨酸的合成方法  132
4.5.2水杨酸的应用  133
4.6二氧化碳直接与甲醇反应制备碳酸二甲酯  134
4.6.1催化剂发展史  134
4.6.2脱水剂的使用  139
4.6.3CO2和甲醇反应直接制备DMC的反应机理  140
4.7二氧化碳制备甲基丙烯酸  142
4.7.1基本原理  143
4.7.2催化剂发展史  144
4.8评述与展望  145
参考文献  146
第5章二氧化碳作为碳氧资源化学固定为高分子材料  153
5.1二氧化碳参与的聚合反应  153
5.1.1二氧化碳与炔烃/二卤代物的缩聚反应  153
5.1.2二氧化碳与二元胺的缩聚反应  154
5.1.3二氧化碳与二元醇钾盐/?,??-二卤代物的缩聚反应  154
5.1.4二氧化碳与烯烃化合物的共聚反应  155
5.1.5二氧化碳与二炔类化合物的共聚反应  155
5.1.6二氧化碳与环硫化合物的共聚反应  156
5.1.7二氧化碳与环氮化合物的共聚反应  156
5.1.8二氧化碳与环氧化合物的共聚反应  156
5.1.9二氧化碳参与的三元共聚反应  166
5.2二氧化碳-环氧化物共聚物  168
5.2.1非均相催化剂  169
5.2.2均相催化剂  183
5.2.3二氧化碳-环氧丙烷共聚物的结构与性能  216
5.2.4二氧化碳基塑料的改性  236
5.3二氧化碳基聚氨酯  241
5.3.1二氧化碳制备聚碳酸酯醚多元醇  241
5.3.2二氧化碳基聚氨酯的结构与性能  248
5.4非光气路线制备聚碳酸酯  249
5.4.1碳酸二甲酯的制备方法  250
5.4.2从碳酸二甲酯制备碳酸二苯酯的方法  255
5.4.3碳酸二苯酯与双酚A的缩聚反应  261
5.5非光气路线合成聚氨酯  263
5.5.1非光气路线制备异氰酸酯  264
5.5.2非异氰酸酯路线制备聚氨酯  268
5.6评述与展望  269
参考文献  270
第6章二氧化碳作为碳氧资源化学固定为能源化学品  280
6.1二氧化碳加氢制备甲醇  280
6.1.1二氧化碳制备甲醇的理论基础  280
6.1.2催化剂发展史  284
6.1.3反应器设计及很优化  288
6.1.4工业化实践  289
6.2二氧化碳制备甲酸  289
6.2.1二氧化碳制备甲酸的理论基础  290
6.2.2催化剂发展史  290
6.2.3机理研究  297
6.3二氧化碳加氢制备一氧化碳  299
6.3.1催化剂  300
6.3.2反应器  301
6.3.3反应机理  301
6.4二氧化碳加氢制备甲烷  303
6.4.1二氧化碳加氢制备甲烷的理论基础  303
6.4.2催化剂发展  304
6.4.3反应机理  307
6.5二氧化碳加氢制备碳氢化合物  309
6.6评述和展望  312
参考文献  312