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| 編輯推薦： |
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现有碳捕集、利用和储存相关的书籍大多侧重于研究现状与进展的描述，或侧重于醇胺类等工业合成类吸收剂的利用，暂无利用绿色吸收剂进行碳捕集机理与性能的书籍出版。同时，现有关于碳固定与利用方面的书籍多以二氧化碳合成化学品、地质储存等为主，暂无二氧化碳对农业碳汇强化方面的书籍出版。
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| 內容簡介： |
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本书主要介绍了氨基酸、沼液和生物质灰等绿色吸收剂的制备及碳捕集性能，并对以绿色吸收剂为载体时CO2在农业生态系统中的固定及迁移转化机理进行了分析。现有碳捕集、利用和储存相关的书籍大多侧重于研究现状与进展的描述，或侧重于醇胺类等工业合成类吸收剂的利用，暂无利用绿色吸收剂进行碳捕集机理与性能的书籍出版。同时，现有关于碳固定与利用方面的书籍多以二氧化碳合成化学品、地质储存等为主，暂无二氧化碳对农业碳汇强化方面的书籍出版。 本书主要内容如下：第一章绪论；第二章氨基酸吸收剂的CO2吸收特性；第三章沼液源绿色吸收剂的CO2吸收机理；第四章生物质灰基绿色吸收剂的CO2吸收机理；第五章沼液-生物质灰混合吸收剂的CO2吸收机理；第六章 以沼液为载体时CO2在植物生态系统中的迁移转化机理；第七章以生物质灰为载体时CO2在植物生态系统中的迁移转化机理；第八章以沼液-生物质灰为载体时CO2在植物-土壤-微生物中的固定与转化。
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| 關於作者： |
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晏水平，工学博士，博士生导师，中国农业工程学会第七届青年科技奖获得者、华中农业大学青年拔尖人才、华中农业大学第十一届“十大青年岗位能手”，2009年6月毕业于浙江大学能源清洁利用国家重点实验室（现名为能源高效清洁利用全国重点实验室），同年7月入职华中农业大学。2014年4月至2015年4月在澳大利亚CSIRO Energy Technology访学，2016年12月晋升为教授。主要从事碳捕集、利用和储存（CCUS）相关研究，重点为可再生CO2吸收剂开发、低能耗CO2化学吸收技术开发和CO2农业利用技术创新等，共主持包含国家重点研发子课题、国家自然科学基金、湖北省自然科学基金杰出青年人才项目等在内的科研项目20余项，以第一作者和通讯作者等身份在Environmental Science & Technology等期刊上发表论文60余篇。（1）农林高校能源与动力工程专业复合型人才培养体系的探索与实践，华中农业大学教学成果二等奖，排名1；（2）“四位一体、三步进阶”农业高校机械类人才全链条创新创业教育改革与实践，第九届湖北省高等学校教学成果三等奖，排名7。
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| 目錄：
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第1章绪论1
1.1全球气候变暖与CO2排放1
1.2碳捕集、利用和封存技术3
1.3绿色吸收剂开发的背景与制备方法6
1.4绿色吸收剂开发利用对农业生产的意义11
第2章沼液源绿色吸收剂的CO2吸收机理12
2.1引言12
2.2沼液CO2吸收性能的自强化机制13
2.3沼液CO2吸收性能的外源添加剂强化机制37
2.4基于绿色氨水回收与CO2吸收的沼液CO2吸收性能强化机制56
2.5本章小结91
第3章生物质灰基绿色吸收剂的CO2吸收机理94
3.1引言94
3.2材料与方法94
3.3生物质灰水体系的CO2吸收反应机理97
3.4生物质灰水体系的CO2吸收性能强化102
3.5本章小结107
第4章沼液生物质灰混合吸收剂的CO2吸收机理108
4.1引言108
4.2沼液生物质灰混合吸收剂的CO2吸收机理108
4.3沼液生物质灰混合吸收剂的CO2吸收特性强化114
4.4沼液生物质灰混合吸收剂的CO2和H2S联合脱除性能117
4.5沼液生物质灰混合吸收剂的CO2吸收经济性与环境效益分析119
4.6本章小结123
第5章以沼液为载体时CO2在植物生态系统中的迁移转化机理124
5.1引言124
5.2材料与方法125
5.3富CO2沼液施用时CO2在植物中的固定可行性132
5.4富CO2沼液施用对土壤微生物群落的影响139
5.5以沼液为载体时CO2在番茄中的固定途径143
5.6以沼液为载体时CO2在植物生态系统中的固定潜力145
5.7本章小结150
第6章以生物质灰为载体时CO2在植物生态系统中的迁移转化机理151
6.1引言151
6.2材料与方法152
6.3不同施肥管理策略下富CO2生物质灰的农业利用可行性分析156
6.4番茄对含生物质灰栽培土壤中的土壤源CO2的固定162
6.5不同施肥管理策略下植物生物质灰土壤系统的实际固碳潜力165
6.6本章小结166
第7章以沼液生物质灰混合物为载体时CO2在植物土壤微生物中的固定
与转化168
7.1引言168
7.2材料与方法169
7.3富CO2生物质灰与富CO2沼液种植番茄的可行性171
7.4富CO2生物质灰与富CO2沼液施用对番茄果实品质的影响180
7.5富CO2生物质灰与富CO2沼液混合施用对番茄固碳能力的影响184
7.6富CO2生物质灰与富CO2沼液施用对土壤微生物的影响186
7.7本章小结193
参考文献195
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| 內容試閱：
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前言
以绿色吸收剂为纽带的碳捕集及农业利用机制前言为满足人类生产和生活的需求，自工业化革命以来，以煤、石油和天然气为主的化石能源被大量使用，导致大气中二氧化碳(CO2)的浓度急剧上升，进而导致全球气候持续变暖。近年来，我们目睹了极端天气频发、海平面上升、北极海冰减少、南极夏季高温等众多与气候变化直接相关的自然现象。为遏制全球气候持续变暖，2018年10月，政府间气候变化专门委员会(IPCC)在特别报告《Global Warming of 1.5 ℃》中建议，将2100年的全球平均气温较工业化时期的上升幅度控制在1.5 ℃之内。为了实现这一宏伟目标，2030年，全球CO2排放量需要比2010年下降约45%，并在2050年实现碳中和。为了实现人类的可持续发展，世界各国纷纷设立了碳中和目标。2020年9月22日，国家主席习近平在第75届联合国大会一般性辩论上宣布：“中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。”2021年9月21日，国家主席习近平在北京以视频方式出席了第76届联合国大会一般性辩论，并发表了题为《坚定信心 共克时艰
共建更加美好的世界》的重要讲话，再次重申：“中国将力争2030年前实现碳达峰，2060年前实现碳中和，这需要付出艰苦努力，但我们会全力以赴。”为实现碳中和目标，除了需要大力提升非化石能源在一次能源消费中的占比外，还需要大力发展碳捕集、利用和储存(CCUS)技术。在无法完全放弃化石能源的情境下，CCUS将成为实现温控目标的关键技术手段和托底技术。
CO2捕集是CCUS的关键环节之一，也是CCUS技术成本的关键影响因素之一。在众多的CO2捕集技术中，CO2化学吸收法因技术成熟、适应面广、操作简单、无须对气体加压等优势而备受关注。但CO2化学吸收技术存在系统投资大、能耗高等不足，这是目前亟待解决的关键技术难题之一。除了开发新型化学吸收剂及革新CO2吸收与解吸技术外，吸收剂不循环的单程CO2化学吸收(oncethrough CO2 chemical absorption)技术（以下简称单程CO2吸收技术）也值得重视。该技术取消了传统CO2化学吸收工艺中的CO2解吸模块，只保留了吸收剂的CO2吸收模块，因而可通过剔除CO2的解吸能耗而大幅降低系统的能耗。同时，在取消了CO2解吸过程后，传统CO2化学吸收系统中必需的解吸塔、再沸器、贫富液换热器、解吸气冷却器和贫液冷却器等装置也将不复存在，因而系统投资可大幅下降。显然，吸收剂不循环的单程CO2化学吸收技术具有大幅降低投资和系统能耗的理论潜能。但在该技术中，吸收剂不再循环使用，其成本将成为影响CO2捕集成本的关键因素。同时，CO2将依托富CO2吸收剂溶液而存在，其妥善处理或利用也成为必须解决的关键问题。另外，考虑到吸收剂的来源及CO2的利用等问题，单程CO2化学吸收技术的应用将会受到限制，近期可能更适合于对沼气进行提纯制备生物天然气的情况。
近10年来，本书的作者在国家自然科学基金(52076101、51376078、32360335)、湖北省自然科学基金(2020CFA107)、中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(2662023GXPY001)和武汉市知识创新专项的基础研究项目(2023020201010108)等项目的资助下，以分离沼气中的CO2来制备生物天然气为研究案例，针对单程CO2化学吸收技术的开发开展了大量研究，重点对沼液源、生物质灰基等绿色可再生吸收剂的CO2吸收机理，以及以富CO2沼液源和富CO2生物质灰基吸收剂为载体时，CO2在农业生态体系中的利用可行性与迁移转化机制等进行了大量的基础研究，积累了大量的基础数据，并发现了一些有意思的现象和规律，从而为本书的撰写奠定了坚实的基础。
全书共分7章，主要介绍了沼液源绿色吸收剂、生物质灰基绿色吸收剂和沼液生物质灰混合吸收剂的CO2吸收机理，以及分别以沼液、生物质灰和沼液生物质灰为载体时，CO2在植物生态系统中的迁移转化机理等内容，由晏水平、贺清尧和梁飞虹分工完成。本书编著的具体分工如下：第1章由晏水平和贺清尧共同撰写，第2章由晏水平撰写，第3章和第4章由贺清尧撰写，第5章由晏水平和梁飞虹共同撰写，第6章和第7章由梁飞虹撰写，全书由晏水平统稿与校核。已毕业的硕士研究生王文超、徐朗、魏健东、冯椋等和在读硕士研究生孙涛等参与了本书的相关工作，贡献了个人智慧，在此向他们表示诚挚的谢意。
随着绿色吸收剂日益受到重视，利用其进行CO2吸收及以其为载体提升生态系统碳汇能力的研究日新月异，对绿色吸收剂的制备、CO2反应机理及生态利用机制等关键问题的解析日渐深入。该研究涉及多学科交叉，挑战与机遇并存。由于撰写者水平有限，书中有些观点和结论有待商榷，不妥之处在所难免，敬请读者批评指正。
晏水平
CO2捕集是对碳进行捕集、利用和储存(CCUS)的关键环节之一，也是当前的研究前沿与热点之一。本书聚焦CO2化学吸收技术存在的关键问题；系统地介绍了典型绿色吸收剂的来源和CO2的吸收性能，以及以绿色吸收剂为纽带时，CO2在农业生态系统中的利用可行性；着重介绍了沼液源绿色吸收剂、生物质灰基绿色吸收剂和沼液生物质灰混合吸收剂的CO2吸收机理，以及以这三种绿色吸收剂为载体时，CO2在植物生态系统中迁移转化的机理等内容。本书另辟蹊径，力图将CO2吸收与CO2农业利用有机结合，从而达到大幅降低CO2吸收的能耗与成本的目的。希望本书的内容对碳捕集系统节能降耗这一领域的理论探索、技术创新以及学生的学习都有所启迪。
本书力求通俗易懂，可作为科研人员和工程技术人员的专业学术参考书，也可作为高等院校师生研究与学习的参考书。
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