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出版者:科学出版社有限责任公司

作者:韩维屏

出品人:

页数:648

译者:

出版时间:2006-1

价格:40.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787030106100

丛书系列:

图书标签:

• 化学
• 催化
• 材料科学
• 抄书公
• 催化化学
• 化学
• 催化剂
• 化学工程
• 材料科学
• 环境科学
• 工业化学
• 能源化学
• 表面化学
• 反应动力学

《催化化学导论》是一本旨在为初学者和相关领域的研究人员提供催化化学基础知识的著作。本书系统地介绍了催化现象的本质、催化剂的分类、作用机理以及在不同领域中的应用。 第一部分：催化化学基础 本书开篇便深入浅出地阐述了催化化学的核心概念。首先，它定义了催化剂的特性，强调其在化学反应中能够提高反应速率，但自身在反应前后并未发生净消耗。这一定义被细致地剖析，并辅以经典的催化反应实例，帮助读者建立对催化剂基本功能的直观认识。接着，本书详细探讨了催化反应的能量学和动力学特征。通过引入反应活化能的概念，清晰地解释了催化剂如何通过降低活化能来加速反应。图文并茂的能量坐标图解，将抽象的能量变化过程形象化，使读者易于理解。同时，本书也介绍了影响催化反应速率的多种因素，如催化剂的性质、反应物浓度、温度、压力以及溶剂效应等，并分析了这些因素之间的相互作用。 随后，本书对催化剂进行了全面的分类。这种分类不仅基于催化剂的物理状态（如均相催化剂和非均相催化剂），还深入到其化学组成和结构层面。对于均相催化剂，本书详细介绍了金属配合物催化剂、酸碱催化剂等，并列举了它们在有机合成中的重要应用，例如不对称催化反应。对于非均相催化剂，本书则着重阐述了固体催化剂的结构与性能之间的关系，包括金属催化剂、氧化物催化剂、复合氧化物催化剂以及分子筛等。本书会详细介绍这些催化剂的制备方法，如沉淀法、溶胶-凝胶法、浸渍法等，并分析不同制备方法对催化剂形貌、孔径、表面积和活性位点的影响。 第二部分：催化机理与表征 理解催化机理是深入掌握催化化学的关键。本书为此投入了大量篇幅，系统地讲解了各种催化反应的微观过程。对于非均相催化，本书详细阐述了吸附理论，包括物理吸附和化学吸附的差异，以及朗缪尔、弗洛伊德-休姆等吸附等温线的意义。在此基础上，本书进一步介绍了表面反应机理，如Eley-Rideal机理和Langmuir-Hinshelwood机理，并用具体的催化反应案例加以说明，例如氨的合成、二氧化碳加氢等。本书还会涉及催化剂的失活机理，如中毒、烧结、积碳等，并提出相应的再生和保护策略，这对于催化剂的实际应用具有至关重要的指导意义。 针对均相催化，本书则重点讲解了催化循环的概念，以及金属有机化学在理解均相催化机理中的作用。例如，对于过渡金属催化的有机转化，本书会深入分析氧化加成、还原消除、插入、迁移插入等关键步骤，并结合配位化学的知识，解释配体效应如何影响催化剂的活性和选择性。 为了验证和解析催化机理，各种表征技术必不可少。本书将详细介绍一系列常用的催化剂表征方法。包括： 物理表征技术： 如X射线衍射（XRD）用于分析晶体结构和物相组成；扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）用于观察催化剂的形貌和微观结构；氮气吸附-脱附法（BET）用于测定催化剂的比表面积和孔径分布。 化学表征技术： 如X射线光电子能谱（XPS）用于分析催化剂表面的元素组成和化学态；傅里叶变换红外光谱（FTIR）用于研究催化剂表面吸附物种和反应中间体；拉曼光谱（Raman）也用于识别表面物种和分析晶格振动。 原位/时间分辨表征技术： 随着技术的发展，原位表征技术（如原位XRD、原位XPS、原位IR）越来越受到重视，它们能够在反应条件下实时监测催化剂的变化。本书将介绍这些技术的原理和应用，帮助读者理解催化剂在真实反应环境中的行为。 理论计算方法： 如密度泛函理论（DFT）计算，能够提供原子尺度的反应路径、活化能以及电子结构信息，对理解催化机理起到重要的补充作用。本书将介绍理论计算在催化研究中的应用和方法。 第三部分：催化剂设计与应用 催化剂的设计是催化化学研究的核心目标之一，旨在开发出活性更高、选择性更好、稳定性更强的催化剂。本书将系统地介绍催化剂设计的基本原则和策略。 活性位点的设计： 如何调控催化剂的电子结构、表面缺陷、配位环境等，以提高其催化活性。例如，通过引入助剂、改变金属纳米颗粒的尺寸和形貌，或设计特定的载体材料来优化活性位点。 选择性的调控： 如何利用催化剂的结构和电子性质，精确控制反应的路径，使其倾向于生成目标产物，抑制副反应的发生。例如，在不对称催化中，设计手性配体或手性载体来诱导立体选择性。 稳定性的提升： 如何通过优化催化剂的制备方法、选择合适的载体材料，或者开发具有更高抗烧结、抗中毒能力的催化剂，以延长其使用寿命。 多相催化剂的设计： 重点介绍纳米催化剂的设计理念，如何通过控制纳米颗粒的尺寸、形貌和分散度来优化其催化性能。例如，核壳结构、单原子催化剂等前沿概念。 负载型催化剂的设计： 深入探讨载体的作用，如何选择合适的载体材料（如氧化铝、二氧化硅、活性炭、沸石等），以及载体与活性组分之间的相互作用对催化性能的影响。 本书还将重点关注催化剂在各个重要领域的应用。 环境保护领域： 介绍用于汽车尾气净化（三效催化剂）、工业废气处理（选择性催化还原、VOCs氧化）、水处理（高级氧化）等催化技术。 能源领域： 详细阐述催化剂在化石燃料转化（如石油炼制、煤气化）、生物质转化、氢能生产（如水电解、甲醇重整）、燃料电池等方面的应用。 化学工业领域： 涵盖了各种重要的工业化学品生产过程，例如烯烃聚合（齐格勒-纳塔催化剂）、氨合成、硝酸生产、甲醇合成、乙烯氧化制环氧乙烷、苯酚生产等。 精细化工与制药领域： 重点介绍催化剂在不对称合成、药物中间体合成、香料、农药等高附加值产品生产中的作用，突出选择性和效率的优势。 生物质催化转化： 随着可持续发展理念的普及，生物质的催化转化已成为研究热点。本书将介绍如何利用催化剂将生物质转化为平台化合物、液体燃料和高分子材料。 第四部分：前沿进展与未来展望 为了体现本书的与时俱进，《催化化学导论》的最后部分还将触及催化化学领域的最新研究动态和未来发展趋势。 单原子催化： 介绍单原子催化剂的构效关系、制备方法及其在氧化、还原等反应中的突出优势。 人工智能与机器学习在催化研究中的应用： 探讨如何利用大数据和算法加速催化剂的发现和性能预测。 电催化与光催化： 详细介绍在电化学和光化学过程中催化剂的作用，以及在能源转化和环境治理中的应用前景。 多尺度模拟与计算： 结合微观机理研究，探讨如何通过多尺度模拟来理解宏观催化过程。 可持续催化： 强调绿色化学理念在催化剂设计和应用中的重要性，如使用可再生原料、开发环境友好型催化剂、提高原子经济性等。 本书旨在成为一本 comprehensive 的催化化学入门读物，能够引导读者逐步深入理解催化科学的奥秘，并为他们在相关领域的研究和实践奠定坚实的基础。通过理论讲解、实例分析和前沿进展的介绍，本书力求激发读者对催化化学的浓厚兴趣，并为其未来的学术或职业生涯提供宝贵的启迪。

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这本《催化化学导论》的装帧设计实在是太抓人眼球了。封面采用了深邃的宝蓝色作为主色调，搭配着烫金的立体文字，给人一种沉稳而又充满智慧的感觉。尤其是那几个代表着催化剂活性中心的抽象图案，设计得极为巧妙，既有科学的严谨感，又不失现代艺术的美感。我刚把它捧在手里的时候，就感觉这本书的重量和纸张的质地都透露出一种精心打磨的品质。内页的排版也做得非常用心，字体选择上兼顾了易读性和专业性，大段的文字间穿插着清晰的图表和公式，视觉上丝毫没有产生压迫感。而且，书脊的装订非常结实，即便是频繁翻阅，也不用担心会散页。这种对细节的关注，让我在尚未深入阅读内容之前，就已经对这本书产生了极大的好感。它不仅仅是一本教科书，更像是一件可以长期珍藏的学术艺术品，让人在学习之余，也能享受到阅读的愉悦体验。我相信，光是这份用心准备的“外衣”，就能让许多初涉此领域的读者，在面对枯燥的理论知识时，也能保持一份探索的积极性。

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这本书在学习工具和辅助资源方面的设计，体现了极强的实用主义色彩。我特别赞赏它在每一章节末尾设置的“思考与讨论”部分。这些问题往往不是简单的知识点复述，而是需要读者进行批判性思考和初步设计能力的开放性题目。例如，某个关于选择性氧化的讨论题，要求我们结合不同载体对贵金属纳米颗粒分散度的影响，设计一个优化方案。这极大地锻炼了我们理论联系实际的能力。此外，书中的附录部分也做得十分详尽，它收录了常用催化反应的动力学方程简化模型，以及一些关键的实验操作规范。这对于实验室新手来说，简直就是“救命稻草”。清晰的图示和精心制作的流程图，让复杂的实验步骤一目了然，大大减少了初次尝试时的摸索成本。这本书的设计初衷，显然是将“教会读者如何思考和实践”放在了与“传授知识”同等重要的地位上。

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与其他同类书籍相比，这本书最独特的一个亮点在于它对“失败案例”的坦诚讨论。在介绍了几种成功的催化剂设计范例后，作者并没有回避那些在实际应用中遭遇的瓶颈和挫折。例如，在讨论工业上常见的积碳失活问题时，书中用了一个小章节专门分析了不同反应条件下催化剂表面的碳沉积机制、形貌演变以及再生技术的研究现状。这种不回避难点、直面现实挑战的写作态度，极大地增强了这本书的可信度和厚重感。它告诉我们，科学探索从来都不是一帆风顺的坦途，失败和反思才是进步的阶梯。这种基于真实科研经验的分享，比单纯罗列成功公式更有启发性。它教会读者，在面对复杂的催化体系时，需要保持谦逊和细致入微的观察，这种“做人做学问”的理念，是任何纯理论书籍都无法给予的宝贵财富。

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从内容的深度和广度来看，这本书的表现是极其令人惊喜的。它并没有满足于仅仅停留在基础概念的介绍，而是大胆地将前沿的研究方向也纳入了考量范围。例如，对于非均相催化中活性位点的表征技术，它详细梳理了TEM、XPS等多种技术的原理及其在催化剂结构解析中的应用，并且配上了大量的实际案例数据分析。更让我感到振奋的是，书中对于绿色化学和可持续发展背景下的新型催化剂设计，如光催化和电催化，也给予了相当篇幅的讨论，这表明作者紧跟时代脉搏，力求提供最新的知识图谱。我甚至发现了一些关于单原子催化这一热点领域的最新进展总结，这对于正在进行毕业设计或预研的同学来说，无疑是宝贵的参考资料。可以说，这本书的知识密度非常高，但组织得井井有条，为读者构建了一个既扎实又前瞻性的催化化学知识框架。

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这本书的行文风格，简直就是为我们这些非科班出身，但又对化学的奇妙转化充满好奇的自学者量身定做的。作者似乎深谙如何将复杂晦涩的理论，转化为生动有趣的叙述。开篇部分，它没有直接抛出高深的量子力学模型，而是通过一系列贴近生活的例子，比如食物的腐败、空气净化器的运作原理，来引入“催化”这个核心概念。这种由浅入深、润物细无声的引导方式，极大地降低了阅读的心理门槛。我特别欣赏作者在解释反应机理时所使用的类比手法，比如将催化剂比作“搭桥人”或者“临时工”，既形象又准确地揭示了其作用的本质。读起来完全没有传统教材那种板着脸孔的枯燥感，更像是与一位经验丰富、耐心十足的导师在进行一对一的交流。这种叙述的张力和亲和力，让我能够心无旁骛地沉浸其中，逐步理解那些原本看似高不可攀的化学转化过程的精妙所在。

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懂点催化的抄书公，至少抄书的水平比较搞。 没有想到封面还是我上传的，哈哈。。 我读过书，但是这样的书籍的写作，我真的是没有见过，一点水平也没有，都是抄的，没有作者一点自己的东西，仅仅是文献集

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懂点催化的抄书公，至少抄书的水平比较搞。 没有想到封面还是我上传的，哈哈。。 我读过书，但是这样的书籍的写作，我真的是没有见过，一点水平也没有，都是抄的，没有作者一点自己的东西，仅仅是文献集

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