化學工業概論***

化學工業概論*** pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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具體描述

  本書內容是以化學製造程序,說明一般化學工業的概要,包括各類化學工業發展的經路,由原料至製品有關的物理操作與化學改造或轉化以及裝置等,皆附有簡圖錶及最新流程圖,力求簡要,使讀者能藉由此書對化學工業的化學與工程有更深入的認識與瞭解。

現代生物技術導論:從分子到應用 第一部分:生命科學的基石 第一章:生物學的復興與現代視角 本章將帶領讀者迴顧生物學學科的演進曆程,重點探討自20世紀中葉以來,分子生物學、遺傳學和細胞生物學等領域取得的突破性進展如何徹底重塑瞭我們對生命本質的理解。我們將深入剖析生命的基本特徵——新陳代謝、繁殖、遺傳變異和適應性——並從化學、物理學的角度闡釋這些現象背後的機製。特彆是,本章將詳細介紹生命信息存儲和錶達的核心載體——DNA和RNA的結構與功能,為後續的生物技術應用奠定理論基礎。此外,還會涉及對生命係統復雜性的認識,引入係統生物學和生物信息學的概念,強調現代生物學研究不再是孤立地研究單一分子或細胞,而是緻力於理解整個網絡的動態平衡。 第二章:細胞:生命的基本工作單位 細胞是所有生命活動的載體。本章將首先比較原核細胞和真核細胞的結構差異及其功能特化。對於真核細胞,我們將詳細解析細胞核、綫粒體、內質網、高爾基體等細胞器的精細結構和相互協作機製。重點內容包括細胞膜的流動鑲嵌模型、物質跨膜運輸的方式(被動擴散、協助擴散、主動運輸)及其在維持細胞內環境穩態中的作用。此外,本章將深入探討細胞信號轉導通路,闡明細胞如何感知外界環境變化,並通過信號分子、受體和第二信使機製,精確調控基因錶達和細胞行為(如生長、分化、凋亡)。 第三章:遺傳與基因組學:生命的藍圖 遺傳學是理解生物體性狀傳承規律的科學。本章從孟德爾的經典遺傳學定律開始,逐步過渡到分子遺傳學。我們將詳盡闡述基因的本質——DNA的復製、轉錄和翻譯過程,包括對DNA聚閤酶、RNA聚閤酶、核糖體等關鍵酶復閤物的詳細功能分析。基因組學的興起是本世紀生物學的一大標誌,本章將介紹全基因組測序技術的發展曆程及其在人類健康、物種進化研究中的應用。同時,我們將討論基因錶達的調控機製,包括操縱子模型、染色質重塑以及錶觀遺傳學(DNA甲基化、組蛋白修飾)如何影響基因的“開”與“關”。 第二部分:生物技術的核心技術 第四章:重組DNA技術與基因工程 重組DNA技術是現代生物技術的核心支柱。本章將詳盡闡述構建重組DNA分子的關鍵工具和步驟。首先,對限製性內切酶和DNA連接酶的特性及其在“剪切”和“粘貼”DNA片段中的作用進行細緻的講解。隨後,重點介紹各種載體係統——包括質粒、噬菌體和人工染色體——的選擇和改造策略。剋隆過程將涵蓋將外源基因導入受體細胞(如大腸杆菌、酵母)的轉化、轉染和篩選技術。本章還將探討PCR(聚閤酶鏈式反應)技術的原理及其在快速擴增DNA片段中的強大應用。 第五章:蛋白質工程與生物催化 蛋白質作為生命活動的執行者,其功能依賴於精確的三維結構。本章將探討蛋白質的初級、次級、三級和四級結構及其穩定性。蛋白質工程技術旨在定嚮改造蛋白質的天然功能,或賦予其新的催化活性。我們將介紹蛋白質的理性設計(基於結構的優化)和定嚮進化(模擬自然選擇的隨機突變和篩選)方法。生物催化部分將聚焦於酶在工業生産中的應用,包括固定化酶技術、非水相反應中的酶催化,以及如何利用工程酶來提高化學閤成過程的效率和環境友好性。 第六章:基因編輯技術:CRISPR/Cas9係統 CRISPR/Cas9係統已成為革命性的基因編輯工具。本章將詳細剖析該係統的起源——細菌的免疫防禦機製。我們將深入探討Cas9核酸內切酶如何被sgRNA精確引導至目標DNA序列,以及其導緻的雙鏈斷裂如何被細胞自身的修復機製(NHEJ和HDR)所利用,從而實現基因的敲除、插入或點突變。本章還將討論CRISPR技術的變體,如堿基編輯器(Base Editors)和先導編輯器(Prime Editors),它們提供瞭更高的編輯精度和更廣泛的應用前景。同時,本章將審慎評估這些技術的倫理和社會影響。 第三部分:生物技術在各個領域的應用 第七章:現代醫學中的生物技術 生物技術在疾病診斷、預防和治療方麵展現齣巨大潛力。診斷方麵,本章將介紹基於核酸檢測(如RT-PCR)和抗原/抗體反應(如ELISA、免疫印跡)的靈敏檢測方法。治療方麵,我們將重點討論重組蛋白藥物(如胰島素、生長激素)的生産工藝。更前沿的內容將涉及基因治療,包括病毒載體(腺病毒、慢病毒)的設計和遞送策略,以及針對特定遺傳病的體細胞和生殖細胞治療的當前進展。此外,單剋隆抗體工程及其在靶嚮治療(如抗體藥物偶聯物ADC)中的應用也將被詳細介紹。 第八章:農業與食品生物技術 農業生物技術旨在提高作物産量、改善品質並增強抗逆性。本章將詳細介紹轉基因作物(GMOs)的開發,例如抗蟲(Bt基因)和耐除草劑作物的構建原理和應用案例。我們將分析基因槍法、農杆菌介導轉化法等轉基因技術。在動物生物技術方麵,將涉及通過基因修飾培育抗病牲畜、提高飼料轉化率的研究。食品領域,本章還會探討利用微生物發酵生産功能性食品添加劑、新型益生菌製劑,以及細胞培養肉等前沿食品技術的潛力。 第九章:環境生物技術與生物能源 環境生物技術(或稱生物修復)緻力於利用生物係統解決環境汙染問題。本章將探討微生物在降解石油、重金屬和持久性有機汙染物中的作用。我們將分析生物群落的結構、功能及其在汙染場地淨化中的潛力。生物能源部分將重點介紹生物質能的轉化過程,包括縴維素水解為可發酵糖類,以及利用工程微生物發酵生産生物燃料(如生物乙醇、生物丁醇)的技術路綫。此外,還將討論閤成生物學在設計新型“生物反應器”和提高能源轉化效率方麵的應用前景。 第十章:生物信息學與數據分析 隨著高通量測序技術的普及,生物學研究産生瞭海量數據,生物信息學應運而生,成為連接生物學、計算機科學和統計學的交叉學科。本章將介紹基礎的生物信息學工具和數據庫(如NCBI、PDB)。重點內容包括序列比對算法(如BLAST)、基因組組裝流程、係統發育分析和蛋白質結構預測的基礎原理。本章旨在使讀者具備處理、分析和解釋復雜生物數據集的能力,理解大數據如何驅動現代生物學的發現。 結論:展望生物技術的未來圖景 本章將總結現代生物技術在解決人類健康、糧食安全和環境可持續性方麵取得的成就,並探討未來十年的發展趨勢,包括:從單基因操作到多基因調控網絡的復雜係統工程;AI和機器學習在藥物發現和蛋白質設計中的深度融閤;以及生物技術在實現個性化醫療和應對全球性生態挑戰中的核心作用。同時,也將強調負責任的創新——即在追求技術進步的同時,必須重視法規監管、生物安全和公眾接受度。

著者信息

圖書目錄

圖書序言

圖書試讀

用戶評價

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這本書的內容,真的如同它的書名一樣,“概論”得恰到好處,既有廣度,又不失深度。我尤其喜歡作者在探討“化學工業與環境”這一部分時,那種非常理性且具有前瞻性的分析。他沒有迴避化學工業對環境造成的負麵影響,而是詳細梳理瞭工業廢水、廢氣、固體廢棄物等汙染物的産生機理、危害以及治理技術。他詳細介紹瞭各種環保技術,比如活性汙泥法、膜分離技術、吸附法、焚燒法等,以及它們在不同類型汙染物治理中的應用。而且,作者在分析這些技術時,還非常注重其經濟性和可行性,並不會僅僅停留在理論層麵。讓我特彆受到啓發的是,他提齣瞭“清潔生産”的概念,並詳細闡述瞭其內涵和實現途徑。他強調,清潔生産不僅僅是末端治理,更重要的是從源頭上減少汙染物的産生,優化生産工藝,提高資源利用效率,並盡可能地迴收和再利用物料。他還舉瞭許多成功的清潔生産案例,比如某個化工廠如何通過技術改造,大幅減少瞭廢水排放量,或者某個製藥企業如何通過優化工藝路綫,減少瞭溶劑的使用。這些案例的介紹,讓我看到瞭化學工業在環保方麵所做的努力和取得的成就,也讓我對未來化學工業的綠色發展充滿瞭信心。

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這本書的深度,讓我一度覺得它可能更適閤專業人士閱讀,但作者的講解方式又足夠通俗易懂,讓我也能從中獲益匪淺。我特彆對作者在探討“化學工業中的安全生産與風險管理”這一章節的嚴謹態度印象深刻。他沒有把安全生産僅僅當作一個口號,而是詳細地闡述瞭化學工業所麵臨的各種潛在風險,比如火災、爆炸、有毒物質泄漏、環境汙染等,並深入分析瞭這些風險的發生機理和預防措施。他詳細介紹瞭各種安全管理體係,比如ISO 45001職業健康安全管理體係,以及HAZOP(危險與可操作性分析)、FMEA(故障模式與影響分析)等風險評估方法。他還強調瞭安全文化建設的重要性,以及如何通過培訓、教育、應急演練等方式,提高員工的安全意識和應急處理能力。我記得他舉瞭一個非常生動的例子,說明瞭在處理易燃易爆化學品時,對溫度、壓力、靜電等因素的精確控製是如何至關重要的。他還提到瞭,一些重大的化工事故,往往是由於多個小因素疊加,最終導緻瞭災難性的後果。這種對細節的強調,讓我覺得作者是一位非常認真負責的作者。而且,他還提到瞭,隨著新技術的不斷湧現,化學工業也麵臨著新的安全挑戰,比如人工智能在過程控製中的應用,如何確保其穩定性和可靠性,以及新材料的潛在毒性和環境風險等。他呼籲行業要不斷提升安全管理水平,以應對不斷變化的挑戰。

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我一直對化學工業抱有一種既好奇又敬畏的心態,總覺得它是一個非常龐大且充滿挑戰的領域。這本書的齣現,正好填補瞭我在這方麵的知識空白。拿到這本書後,我首先被其紮實的理論基礎所吸引。作者在介紹化學工業的各個分支時,並非簡單羅列,而是將其置於一個曆史發展的脈絡中進行梳理。他詳細地講述瞭化學工業如何從最初的手工生産,經曆幾次工業革命的洗禮,發展到如今高度自動化、智能化、綠色化的現代産業。在這個過程中,他穿插瞭許多重要的曆史事件和關鍵人物,比如門捷列夫的元素周期錶如何奠定基礎,哈伯法如何解決糧食危機,以及石油化工的興起如何改變世界等等。這些曆史的細節,讓冰冷的工業進程變得鮮活起來,也讓我更能理解化學工業發展的驅動力以及它所麵臨的挑戰。更讓我印象深刻的是,作者對不同化學工業部門的分析,比如基礎化學品、精細化學品、高分子材料、生物化工等,都有著非常詳盡的介紹。他不僅說明瞭這些部門的生産工藝和主要産品,還深入探討瞭它們在國民經濟中的地位以及未來的發展趨勢。例如,在談到高分子材料時,他分析瞭塑料、橡膠、縴維等不同材料的特性,以及它們在包裝、建築、汽車、電子等領域的廣泛應用,並且還提到瞭當前麵臨的塑料汙染問題,以及生物降解塑料等綠色材料的發展方嚮。這種既有廣度又有深度的分析,讓我對化學工業的整體格局有瞭更清晰的認識。

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這本書的封麵設計相當樸實,沒有那些花裏鬍哨的插畫或醒目的配色,這倒是讓我挺喜歡的。我總覺得,一本介紹化學工業這麼龐大、復雜領域的書,就應該有這種穩重的感覺。翻開書頁,厚實但不過分笨重,紙張的質感也很好,摸起來不粗糙,閱讀體驗上就先加瞭不少分。一開始我以為會充斥著各種晦澀難懂的專業術語,畢竟化學工業涉及的學科太多太雜瞭,從基礎的無機化學、有機化學,到更細分的物理化學、化工原理,再到高分子、材料科學等等,光是聽名字就讓人頭大。然而,作者的敘述方式卻齣乎意料地清晰流暢,像是跟一位經驗豐富的前輩在聊天,一點一點地引導你進入這個領域。他沒有上來就丟給你一堆公式定理,而是先從宏觀的角度,描繪瞭化學工業在現代社會中的地位和作用,它的發展曆程,以及它如何深刻地影響著我們生活的方方麵麵。例如,他舉例說明瞭我們日常生活中接觸到的塑料、藥品、化肥、染料等等,是如何一步步從實驗室裏的概念,通過化學工業的轉化,最終變成我們能夠使用和消費的産品。這個過程的介紹,讓我覺得化學工業不再是遙不可及的科學殿堂,而是與我們息息相關的現實存在。而且,作者在解釋一些基本概念的時候,也非常注重引申和類比,比如在解釋“催化劑”的作用時,他可能會用生活中的例子來比喻,讓即使是初學者也能很快領會其精髓。這種循序漸進、由淺入深的處理方式,讓我在閱讀過程中,不會因為遇到生詞或復雜的理論而産生畏難情緒,反而會隨著作者的思路,一步步地深入下去,並且對化學工業産生越來越濃厚的興趣。

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閱讀這本書的過程,就像是在進行一次係統性的知識洗禮。我之前對化學工業的認知,主要停留在教科書式的概念和一些新聞報道中的零散信息。但這本書就像一個完整的框架,將所有這些碎片化的信息串聯瞭起來,並且還補充瞭大量我之前完全不瞭解的細節。尤其讓我印象深刻的是,作者在探討“能源與化學工業”這個章節時,對於化石能源的利用以及新能源的開發,都進行瞭深入的分析。他不僅講述瞭石油、天然氣等傳統能源在化學工業中的重要地位,以及如何通過裂解、重整等過程生産齣各種化學品,還探討瞭煤化工、頁岩氣化工等新興領域的發展。更重要的是,他並沒有迴避這個行業麵臨的巨大挑戰,比如環境汙染、資源枯竭等問題。他詳細介紹瞭化學工業在可持續發展方麵的努力,比如發展綠色化學,推廣清潔生産技術,以及開發生物基材料和可再生能源。他甚至提到瞭碳捕集與封存(CCS)等前沿技術,以及它們在應對氣候變化中的潛力。這種對行業挑戰的直麵以及對未來方嚮的探索,讓我覺得這本書非常有前瞻性,它不僅僅是在介紹現狀,更是在引領思考。作者在分析這些問題時,會引用大量的研究數據和行業報告,使得他的論點更加有說服力。而且,他還會對不同技術路綫的優劣進行對比分析,比如在討論生物能源時,他會比較生物柴油、生物乙醇等不同形式的優缺點,以及它們在生産效率、成本、環境影響等方麵存在的差異。這種細緻的比較,讓我能夠更全麵地理解不同技術方案的復雜性。

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這本書的講解方式,非常善於將抽象的理論與具體的應用場景相結閤,讓我這個原本對化學工業瞭解不深的人,也能很快抓住重點。我印象特彆深刻的是,當作者在介紹“化工設備與過程控製”這一章節時,他並沒有枯燥地堆砌各種設備名稱和技術參數,而是通過生動的例子,描繪齣化學工廠的運作景象。他詳細解釋瞭反應器、分離設備(如蒸餾塔、萃取器)、換熱器等核心設備的原理和功能,並且還穿插瞭它們在實際生産中的應用場景。比如,他會用一個生動的比喻來解釋蒸餾塔的工作原理,讓讀者能夠形象地理解不同沸點物質的分離過程。更讓我覺得新穎的是,作者還詳細介紹瞭過程控製在現代化學工業中的重要作用。他解釋瞭傳感器、執行器、控製器等組成部分如何協同工作,實現對生産過程的實時監測和精確調控。他甚至還提到瞭先進過程控製(APC)、模型預測控製(MPC)等技術,以及它們如何幫助化工企業提高生産效率、降低能耗、確保産品質量和安全生産。我記得他舉瞭一個例子,說明瞭通過優化反應溫度和壓力,可以顯著提高目標産物的收率,減少副産物的生成,從而降低生産成本和環境汙染。這種將理論知識與實際操作緊密結閤的講解方式,讓我覺得非常有價值,也讓我對化學工程師的工作有瞭更直觀的認識。

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這本書的敘述方式,讓我在閱讀過程中,仿佛能夠穿越時空,親眼見證化學工業的每一次重大變革。我特彆欣賞作者在描繪“化學工業的未來發展趨勢”時,那種既充滿想象力又不失現實依據的分析。他不僅僅是簡單地預測未來,而是基於當前的技術發展和社會需求,深入剖析瞭幾個關鍵的發展方嚮。例如,他詳細討論瞭“綠色化學”和“可持續發展”如何成為未來化學工業的核心理念,以及生物基材料、可降解塑料、納米材料等新興材料的潛力。他還深入分析瞭“數字化和智能化”將如何改變化學工業的運作模式,比如人工智能在新材料研發、生産過程優化、供應鏈管理等方麵的應用。我記得他提到瞭“工業4.0”和“智能製造”的概念,以及它們如何與化學工業相結閤,打造更高效、更靈活、更安全的生産體係。此外,他還探討瞭“生命科學與化學工業的融閤”,比如生物技術在藥物研發、生物化工、基因工程等領域的應用,以及它們如何推動化學工業嚮更高附加值、更精細化的方嚮發展。作者在分析這些趨勢時,會引用大量的研究文獻和行業預測報告,使得他的論點更加紮實可信。而且,他還對不同技術路綫的潛在風險和挑戰進行瞭分析,比如新材料的規模化生産難題、人工智能應用的倫理問題等等,這讓我覺得他的分析非常全麵和客觀。

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這本書的內容,對於我這個在颱灣的讀者來說,有著特彆的意義。它讓我更清晰地認識到,化學工業不僅僅是西方或北美的“專利”,我們亞洲,特彆是中國,在這方麵也取得瞭巨大的進步。作者在介紹“全球化學工業的格局與區域發展”時,就花瞭相當大的篇幅來分析亞洲,尤其是中國化學工業的崛起。他講述瞭中國如何從一個化學品消費大國,逐漸發展成為一個重要的化學品生産國和齣口國,以及在這個過程中,中國在基礎化學品、精細化學品、高分子材料等領域取得的成就。他還分析瞭中國在發展新能源、新材料等戰略性新興産業方麵所做的努力,以及這些努力如何推動中國化學工業的轉型升級。而且,作者在分析全球格局時,並沒有簡單地進行國傢層麵的對比,而是更關注産業鏈的協同與競爭,以及不同區域在技術創新、資源配置、市場開拓等方麵的優勢和劣勢。他提到瞭,隨著全球化進程的深入,化學工業的産業鏈條變得越來越復雜,各個國傢和地區之間的閤作與競爭也日益緊密。我特彆注意到,他分析瞭颱灣在半導體材料、精細化工等領域所擁有的獨特優勢,以及這些優勢如何在全球化學工業中扮演重要角色。這種對區域發展和全球格局的深入分析,讓我更加清晰地認識到,化學工業是一個全球性的産業,它需要各個國傢和地區共同努力,纔能實現可持續發展。

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這本書的內容,真是讓我大開眼界,感覺像是被帶入瞭一個全新的世界。我原本以為化學工業就是一堆工廠和各種化學反應,但這本書卻把這個概念大大地擴展瞭。它不僅僅是在講生産過程,更是在講述化學工業如何“創造”物質,如何利用自然界的元素,通過科學的方法,製造齣我們生活中不可或缺的東西。我記得其中有一章講到瞭“精細化學品”的生産,這讓我非常著迷。作者沒有僅僅停留在介紹産品種類,而是深入剖析瞭精細化學品的設計理念和生産特點。他解釋瞭為什麼有些化學品需要極高的純度,為什麼有些需要特殊的分子結構,以及它們如何服務於特定的功能,比如醫藥中間體、農藥、染料、香料、電子化學品等等。這種“小而精”的領域,在我的印象中似乎不那麼顯眼,但讀完這本書,我纔意識到它們的重要性,它們是支撐起很多高端産業的關鍵。比如,他舉例說明瞭在製藥過程中,一個微小的分子結構差異,就可能導緻藥物的療效截然不同,甚至産生毒副作用。這種對細節的極緻追求,讓我對化學工程師的嚴謹和智慧充滿瞭敬意。而且,作者在描述這些過程中,還會穿插一些實際的生産案例,比如某個著名藥企是如何通過閤成技術,研發齣革命性的藥物,或者某個材料公司是如何通過獨特的化學配方,生産齣性能卓越的電子元件。這些具體的例子,讓抽象的理論變得生動易懂,也讓我感受到瞭化學工業在推動科技進步和社會發展中的強大力量。

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這本書在內容編排上,給我一種非常紮實、嚴謹的感覺,完全不像市麵上很多淺嘗輒止的科普讀物。作者在介紹化學工業的“原材料”來源時,就花費瞭大量的篇幅,讓我對這個龐大體係的起點有瞭更深刻的理解。他從自然界中最基礎的元素開始講起,比如碳、氫、氧、氮、硫、磷等,以及它們如何通過地質作用、生物作用等方式被富集,形成礦産、石油、天然氣、生物質等可供開采的資源。然後,他詳細地介紹瞭這些原材料如何被化工企業提取、分離、純化,並轉化為各種基礎化學原料,比如乙烯、丙烯、苯、甲醇等等。這個過程的描述,不僅僅是簡單的技術介紹,還涉及到許多經濟學和地緣政治的考量。比如,他會分析不同地區擁有不同資源稟賦的優勢和劣勢,以及這些資源在全球範圍內的流動和交易如何影響著化學工業的布局。我還特彆注意到瞭他關於“無機化學工業”的章節,對金屬、非金屬礦産資源的開發利用,以及鹽化工、磷化工、硫化工等傳統産業的介紹,都非常到位。他不僅講述瞭這些産品的生産工藝,還分析瞭它們在建築、農業、醫藥等各個領域的應用,以及它們所麵臨的資源、環境和技術挑戰。我記得他提到,一些傳統無機化學品的生産,往往伴隨著大量的廢棄物排放,這促使行業不斷尋求更清潔、更環保的生産方式。這種對行業“痛點”的關注,讓我覺得作者是一位真正深入瞭解行業的人。

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