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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

1.3.2 CO2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

3.4 DAC技术的能耗分析 82

3.5 DAC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

3.8 DAC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

4.6.3 CO2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／α,ω-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 反应器设计及最优化 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