材料化学工程进展

自从美国麻省理工学院(MIT)Lewis MNorton 教授在1888年倡导设立四年制的化学工程学士学位课程以来，化学工程学科已历经百余年的发展，从“单元操作”到“传递过程与反应工程”的重要阶段。随着经济的快速发展，我国承载了越来越重的资源、能源、环境压力，特别是在我国工业产值中占43％的过程工业，虽然对加快我国工业化进程、解决我国长期供给短缺的问题发挥了关键的作用，但我国过程工业的技术与装备比较落后，普遍存在资源浪费、能耗高和污染环境的问题，有些行业的资源利用率只有10％，单位产值的能耗是世界平均水平的2～4倍。我国已成为世界第一资源加工消费大国和世界第二能源耗用大国。过程工业对资源、能源的过度消耗和环境的污染已经成为制约我国可持续发展的瓶颈。大力降低资源消耗，提高能源利用效率，保护环境已成为我国过程工业发展的关键。有效解决这一问题需要多学科的综合研究，化学工程与材料学科的交叉融合已成为关键途径之一。
化学工程与材料学科相互支撑发展必然导致新兴交叉学科——材料化学工程的诞生。它既是化学工程学科内涵的拓展和应用领域的外延，也是学科间的交叉渗透，符合当今社会的需求和学科发展的必然规律。国内外一些大学的化工院（系）已经更名为材料与化工院（系），目的就是推进材料学科与化学工程学科之间的交叉融合。化学工程与材料学科的交叉研究已展示出良好的发展前景，近几年我国在该领域取得了包括国家技术发明一等奖在内的一系列重大研究成果，为过程工业产业结构的调整做出了重要的贡献。
2006年5月在南京召开了第一届材料化学工程学术研讨会，有6位院士莅临，来自清华大学、浙江大学、中国科学院大连化学物理研究所等10多所高校和科研院所的知名学者参加了会议。会议对国内外材料化学工程研究进展做了研讨，明确了材料化学工程进一步发展方向。基于此次会议的主旨和内容，我们编写了本书，以飨读者。
本书介绍了材料化学工程学科的内涵、研究内容及研究思路，内容虽以相对独立的论文形式出现，但在整体上涵盖了材料化学工程研究的最新进展及成果。
本书由来自清华大学、浙江大学、上海交通大学、四川大学、北京化工大学、南京工业大学、中国石化股份有限公司上海石油化工研究院等30多位教授和专家撰文而成，在此表示衷心感谢。
感谢教育部主办材料化学工程学术研讨会，感谢国家重点基础研究发展计划（973计划）（No2003CB615700）和国家自然科学基金重点项目（No20436030，20636020）的资助。
由于水平有限，加之时间仓促，书中难免有疏漏和不妥之处，恳请读者予以批评指正。

编者2007年4月

材料化学工程是将传统化学工程与材料学科交叉融合，以化学工程为基础和手段，面向生物材料、高分子材料和无机材料制备及应用的一个新兴学科。本书介绍了材料化学工程学科的产生、内涵及科学问题，重点介绍了我国在材料化学工程中的最新研究进展，展望了材料化学工程的发展趋势。全书内容前沿、新颖，可供化学工程、材料工程、生物工程以及相关专业的科技人员与高校师生阅读参考。

化学工程新的增长点之一——材料化学工程徐南平，陆小华，金万勤1
材料化学工程中的介观结构和界面现象陆小华，王昌松，黄亮亮，周雪锋，邵 庆9
生物转化制备聚氨基酸新材料徐 虹，李 莎，欧阳平凯19
超重力法制备纳米材料技术陈建峰，邵 磊41
新能源材料制备与应用中的化学工程问题马紫峰61
先进高分子材料制备与应用中的化学工程研究李伯耿，罗英武，范 宏，吴林波，朱世平68
热致相分离法高聚物制备微孔膜过程热力学和动力学研究杨 健，张 军，王晓琳87
纳米材料及受限空间中流体行为的分子模拟及统计力学研究杨晓宁106
体系性质与陶瓷膜微结构设计邢卫红，李卫星，徐南平122
陶瓷膜材料的微结构设计与制备范益群，徐南平139
混合导体致密透氧膜材料的设计与制备金万勤，徐南平156
智能膜材料和膜过程研究新进展褚良银183
NaA型分子筛膜制备及应用林 晓，仲盛来，徐南平200
以多孔不锈钢为载体的透氢钯复合膜制备黄 彦，俞 健209
用于氢分离的钯膜制备新技术范益群，徐南平223
CFD技术在材料化学工程中的应用叶旭初238
高胶凝性水泥熟料矿物体系研究沈晓冬，马素花，侯贵华，许仲梓252
满足可持续发展的基本有机化工催化新材料的研究谢在库276
固体超强酸催化剂的研制与应用研究陈长林，徐南平285
基于分子设计的无机有机高分子材料的制备陈 苏299
新概念燃料电池邵宗平，王 康312
前端聚合陈 苏333
吸附理论与吸附分离技术的进展马正飞，刘晓勤，姚虎卿347
钛酸钾晶须的化工方法制备刘 畅，陆小华357
特种工程塑料摩擦学研究进展黄 培，朱 鹏380
超声在化学工程中的应用进展吕效平，晋 卫，郭 伟411
杂多化合物催化剂在精细化学品合成中的应用王 军，张富民，魏瑞平432
中药与植物资源加工过程和集成技术杨 刚，邢卫红，徐南平452
以新材料为基础的化工装备与技术——光催化陆小华，杨祝红，李 伟472
基于陶瓷膜分离的纳米催化工程化研究与应用张利雄，陈日志，邢卫红，徐南平492
天然气转化的膜反应过程金万勤，徐南平509