内 容 提 要本教材是在碳达峰、碳中和的大背景下，为进一步丰富工业生态学理论体系撰写而成的。教材阐述了工农业废弃物制备沸石吸附CO2的机理，收集了大量的表征数据和性能数据，附有基本原理图、表征分析图、性能分析图等，并以科学性、实用性为原则，深入浅出地介绍了各类工农业废弃物制备吸附剂在碳捕集领域的应用。针对金属矿渣、粉煤灰、煤矸石、稻壳灰、玉米芯等多种工农业废弃物，介绍了前处理除杂提炼工艺，以及由各种工农业废弃物制备沸石吸附剂的制备方法与流程，通过对其进行系统先进的表征分析与性能测试，优化了各类沸石的制备条件，探索了沸石的吸附动力学，进而提高了沸石的吸附性能，实现“以废治废”，为推动碳捕集领域的进步奠定基础。本教材既可用于工业生态学、气候变化与温室气体减排、碳捕集利用与封存辅助教材，拓宽学生的视野，又可为高校科研人员及企业人员提供系统的数据参考。
杜涛教授，博士生导师，冶金学院副院长，辽宁省教学名师，宝钢教育奖优秀教师，国家环境保护生态工业重点实验室主任，辽宁省高校能源与动力类专业教学指导委员会主任委员，辽宁省生态工业重点实验室主任，中国金属学会能源与热工学会主任委员，中国生态学会产业生态专业委员会副主任委员，中国钢铁工业协会钢铁行业低碳工作推进委员会专家，中国金属学会绿色制造标准化技术委员会委员，中国有色金属产业技术创新战略联盟专家委员会委员，辽宁省能源研究会专家委员会委员，《中国冶金》编委，建龙特聘教授。获得辽宁省教学成果一等奖3项。主持并完成了国家重点基础研究发展计划（973）项目、国家高技术研究发展计划（863）重点项目、国家重点科技支撑计划项目、国家水体污染控制与治理科技重大专项、国家重点研发计划重点专项等科研项目数十项；在国内外学术期刊及学术会议上发表论文200余篇，SCIEI收录100余篇；出版《火焰炉热工计算》（2001年，经济科学出版社），《穿越环境高山》（2008年，科学出版社），《工业生态学基础》（2009年，科学出版社），《基础材料行业资源消耗与废物排放研究》（2020年，科学出版社），《双碳背景下能源与动力工程综实验》（2022年，冶金工业出版社）。
目录1绪论11.1温室气体11.2CO2捕集技术概述31.2.1CO2捕集技术路径31.2.2CO2捕集与分离工艺61.3固体吸附剂71.3.1碳基吸附剂81.3.2沸石分子筛81.3.3介孔氧化硅101.3.4金属有机骨架111.4废弃物制备吸附剂研究现状141.4.1金属矿渣制备吸附剂141.4.2粉煤灰制备吸附剂161.4.3煤矸石制备吸附剂181.4.4生物质废弃物制备吸附剂19参考文献202金属矿渣制备吸附剂242.1红土镍矿酸浸渣制备系列沸石吸附剂242.1.1制备4A型沸石分子筛242.1.2制备13X型沸石分子筛292.2镍铁渣制备沸石吸附剂332.3钒渣酸浸渣制备沸石吸附剂362.4小结39参考文献393粉煤灰制备沸石吸附剂413.1粉煤灰制备沸石分子筛的方法413.2粉煤灰制备沸石CHA433.2.1沸石CHA的制备方法与优化433.2.2沸石CHA的表征分析483.2.3沸石CHA的CO2吸附性能与吸附特性513.3粉煤灰制备沸石ETS-10543.3.1沸石ETS-10的制备方法543.3.2沸石ETS-10的最佳合成条件探究563.3.3沸石ETS-10的吸附性能与吸附特性653.4粉煤灰制备沸石SGU-29733.4.1沸石SGU-29的制备方法733.4.2沸石SGU-29的最佳合成条件探究753.4.3沸石SGU-29的吸附性能与吸附特性883.5小结95参考文献964煤矸石制备吸附剂974.1煤矸石的理化性质974.2以煤矸石为原料制备沸石984.2.1原煤矸石性质及煤矸石的预处理984.2.2沸石的合成过程994.3煤矸石制备沸石在吸附方面的应用1074.3.1治理水污染1084.3.2治理空气污染1104.3.3对重金属污染土壤的修复1114.4煤矸石制备沸石及其吸附性能1114.4.1煤矸石制备Na-X沸石用于高效去除水中铅离子1114.4.2煤矸石制备MCM-41沸石用于CO2捕集1184.5小结130参考文献1315生物质废弃物制备吸附材料1335.1稻壳灰制备沸石1335.1.1晶种水热法制备NaA沸石1345.1.2晶种水热法制备NaX沸石1385.1.3模板水热法制备NaZSM-5沸石1415.1.4低温水热法制备富铝ZSM-51485.2玉米芯制备活性炭1655.2.1活性炭制备方法及优化1655.2.2玉米芯活性炭表征分析1685.2.3玉米芯活性炭吸附性能1695.3小结172参考文献1736沸石结构优化及掺杂改性对吸附CO2性能影响1746.1高岭土基沸石CHA骨架外阳离子对CO2吸附性能的影响1746.1.1不同阳离子类型沸石CHA的制备1756.1.2样品的表征及结果分析1776.1.3改性沸石CHA的气体吸附性能分析1786.1.4改性沸石CHA的气体吸附动力学和热力学分析1826.2氨基功能化改性的ZSM-5对CO2吸附性能的影响1876.2.1样品的制备1876.2.2吸附剂表征结果1886.2.3氨基对CO2吸附的影响1906.2.4吸附剂的再生性能1926.3硅烷化疏水改性13X沸石对CO2吸附性能的影响1946.3.1硅烷化13X沸石的制备1946.3.2硅烷化13X沸石的表征1956.3.3硅烷化13X沸石的CO2吸附性能测试1966.3.4硅烷化13X沸石对H2OCO2混合气体的吸附性能测试1966.4硅铝比对粉煤灰基沸石CHA气体吸附性能的影响1986.4.1不同硅铝比条件下粉煤灰基沸石CHA的制备1986.4.2不同硅铝比的粉煤灰基沸石CHA的表征2006.4.3不同硅铝比的粉煤灰基沸石CHA的气体吸附性能研究2046.5小结207参考文献208
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