国外纳米材料技术进展与应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:化学工业出版社

作者:朱屯

出品人:

页数:280

译者:

出版时间:2002-6-1

价格:25.00

装帧:平装(无盘)

isbn号码:9787502535476

丛书系列:

图书标签:

• 纳米材料
• 纳米技术
• 材料科学
• 科技进展
• 应用研究
• 新材料
• 前沿技术
• 国外技术
• 工程技术
• 交叉学科

现代精细化工技术前沿：理论、方法与实践 内容简介 本书深入探讨了当代精细化工领域最前沿的技术进展、核心理论基础以及面向产业应用的实践案例。全书共分为六大部分，旨在为化学工程、材料科学、应用化学等领域的科研人员、工程师以及高年级学生提供一个全面、深入且具有前瞻性的知识图谱。 第一部分：先进催化剂设计与绿色合成策略 本部分聚焦于现代催化科学的突破性进展，强调了如何通过原子级别的精确调控来实现高效、高选择性的化学转化。 1. 单原子催化（SACs）的理论基础与制备技术： 详细阐述了如何将贵金属或过渡金属物种以孤立原子的形式锚定在载体上，讨论了其独特的电子结构特性、对小分子活化的影响，以及通过DFT（密度泛函理论）计算预测其催化活性的方法。重点分析了氧化物、氮化物和碳基材料作为载体时，金属-载体相互作用（SMSI）对催化性能的调控机制。 2. 光催化与电催化驱动的能源化学： 深入剖析了利用光能或电能驱动传统热力学难以实现或能耗极高的化学反应的最新进展。在光催化部分，讨论了宽禁带半导体材料（如钙钛矿、改性TiO2）用于二氧化碳还原（CO2RR）和水分解制氢的界面工程策略。在电催化部分，重点分析了双功能氧还原/析氧（ORR/OER）催化剂在金属-空气电池和水电解槽中的应用，强调了非贵金属基（如Fe-N-C）催化剂的稳定性与活性提升技术。 3. 流动化学与微反应器技术在精细合成中的集成： 探讨了如何将连续流动技术与高活性催化剂结合，实现危险或高放热反应的本质安全化和高效化。内容涵盖了微通道反应器设计、传质传热的优化、在线监测与反馈控制系统（PAT）的应用，特别关注了药物中间体和特种化学品的连续化生产案例。 第二部分：高分子功能材料的结构-性能调控 本部分侧重于高分子化学与材料科学的交叉领域，重点在于通过精确的聚合方法和后修饰技术，赋予聚合物特定的物理和化学功能。 1. 活性/可控自由基聚合（CRP）的精细化： 详细对比了ATRP、RAFT和NMP等主流CRP技术在分子量分布、链拓扑结构（如星形、刷形、嵌段共聚物）控制上的优势与局限。讨论了新型引发剂/链转移剂的设计，以适应更广泛的单体体系和更温和的反应条件。 2. 自修复与刺激响应性高分子网络： 探讨了基于超分子化学（氢键、金属配位、分子识别）或动态共价键（Diels-Alder反应、舒尔反应）构建的智能高分子材料。重点分析了材料在热、光、pH或电场刺激下发生可逆形变、导电性转变或药物缓释行为的分子机制。 3. 生物相容性与可降解聚合物的工程化： 关注用于组织工程支架和植入式医疗器械的新型聚酯、聚酰胺和多糖衍生物。讨论了如何通过精确控制聚合度、交联密度和表面亲水性，优化材料的细胞黏附性、力学性能和体内降解速率。 第三部分：表面与界面化学的精密操控 本部分聚焦于在宏观尺度下影响材料性能的关键——微观界面现象的理解和控制技术。 1. 自组装单分子膜（SAMs）的制备与功能化： 深入讲解了硫醇、硅烷和磷酸酯等分子在不同基底（金、氧化物、聚合物）上的自组装动力学和热力学。内容涵盖了通过改变链长、头基和侧链官能团来调节表面润湿性、摩擦系数和电子传输性能的策略。 2. 先进薄膜沉积技术（ALD/CVD）的应用拓展： 重点阐述原子层沉积（ALD）和化学气相沉积（CVD）在制备高精度、高均匀性薄膜方面的优势。讨论了如何将ALD技术应用于复杂三维结构（如多孔膜、纳米线阵列）的保形包覆，及其在电容器介电层和阻隔涂层中的应用。 3. 润湿性与防污/防冰表面的设计： 结合表面粗糙度和化学势的理论，分析了超疏水/超亲水表面的形成原理。详细介绍了仿生学设计（如荷叶效应、壁虎足垫结构）以及表面化学改性（如氟化、接枝低表面能聚合物）在提高材料长期耐久性和环境适应性方面的挑战与解决方案。 第四部分：生物化学过程与生物基平台化合物 本部分转向可持续化学和生物制造的前沿，探讨如何利用生物系统进行化学品的合成。 1. 合成生物学工具在代谢工程中的应用： 介绍如何通过基因编辑技术（如CRISPR/Cas9）对微生物（如大肠杆菌、酵母）的代谢通路进行重构，以提高目标高价值化学品（如萜类、萜烯、生物燃料前体）的产量和纯度。 2. 酶催化剂的定向进化与固定化： 讨论了如何通过高通量筛选和理性设计来改造天然酶，使其在非天然底物、极端pH或有机溶剂中保持高活性。同时，详细介绍了将酶固定在多孔载体或聚合物基质上的技术，以提高其稳定性和可回收性。 3. 生物质的高效分离与转化： 关注纤维素、半纤维素和木质素等主要生物质组分的预处理技术（如离子液体溶剂化、酶解），以及后续的催化裂解和脱氧反应，将其转化为可用于化工生产的平台分子（如羟甲基糠醛HMF、乳酸）。 第五部分：数据驱动的化学研究范式（化学信息学） 本部分介绍如何利用计算科学和人工智能技术加速新材料的发现和工艺优化。 1. 机器学习在材料性质预测中的应用： 阐述如何构建和训练基于化学结构描述符（Descriptors）的回归或分类模型，以预测化合物的溶解度、毒性、催化活性或聚合物的玻璃化转变温度。 2. 高通量实验与自动化合成平台： 讨论了机器人技术、微流控技术与高通量筛选相结合，实现数千个反应条件的快速评估。内容包括自动化反应器的搭建、数据的标准化采集和分析流程。 3. 反应路径预测与逆向合成： 介绍基于图论和深度学习算法的化学反应路径预测模型，以及如何利用这些模型辅助复杂的有机分子合成路线的规划与优化。 第六部分：特种化学品与前沿应用案例 本部分将前述理论知识应用于解决具体的工业难题，展示精细化工技术的巨大潜力。 1. 高纯度电子化学品（E-Chemicals）的制备： 聚焦于半导体制造中所需的超高纯度光刻胶单体、蚀刻液添加剂和前驱体材料。探讨痕量金属杂质的去除技术（如离子交换、超滤）和在线痕量分析技术。 2. 功能性涂层与油墨的定制： 讨论了基于纳米粒子的导电油墨、UV固化涂层以及用于柔性电子器件的介电薄膜的配方设计与性能验证。 3. 环境修复中的吸附与传感材料： 介绍金属有机框架（MOFs）、共价有机框架（COFs）以及功能化碳材料在选择性吸附重金属离子、有机污染物和作为高灵敏度化学传感器的最新应用研究。 本书内容紧密围绕化学科学的创新前沿，强调理论指导下的工程实践，旨在推动相关领域向更高效率、更低能耗和更可持续的方向发展。

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