Adsorption and Nanostructures pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Springer Verlag

作者:Dekany, I. (EDT)

出品人:

页数:225

译者:

出版时间:

价格:$ 185.32

装帧:HRD

isbn号码:9783540419464

丛书系列:

图书标签:

• Adsorption
• Nanostructures
• Nanomaterials
• Surface Science
• Materials Science
• Chemistry
• Physics
• Catalysis
• Environmental Science
• Colloid Science

《催化剂设计与表征：面向可持续能源应用的最新进展》 内容提要 本书汇集了当代多相催化领域最前沿的研究成果，聚焦于如何通过精密的材料设计与先进的表征技术，开发出高效、稳定且环境友好的新型催化剂，以应对全球可持续能源转化的迫切需求。全书深入探讨了从基础理论到实际应用的多个关键维度，旨在为催化研究人员、材料科学家以及化学工程师提供一本内容详实、兼具深度与广度的参考资料。 第一部分：催化剂理性设计的前沿策略 本部分系统阐述了驱动现代催化剂创新的核心设计理念和技术路线。 第一章：原子级工程与单原子催化剂（SACs） 本章详尽介绍了构建和稳定单原子位点的最新进展。重点讨论了如何利用载体材料的电子结构调控、缺陷工程以及特殊的锚定策略，实现对活性位点几何构型和电子态的精准控制。内容涵盖了不同类型的载体（如氮化碳、金属氧化物、拓扑绝缘体）对单原子催化性能的影响机制。此外，对原位表征技术在揭示SACs真实工作状态下的结构-活性关系进行了深入剖析，尤其关注了在复杂反应环境（如电催化、光催化）中的稳定性挑战与解决方案。 第二章：高熵合金（HEAs）与多组分协同催化 高熵合金作为一种新兴的无贵金属催化剂平台，其构效关系研究是本章的核心。详细阐述了高熵效应、迟滞效应和局域结构畸变如何协同作用，优化催化剂的表面能和反应中间体的吸附强度。书中通过大量案例分析了HEAs在CO氧化、甲烷干重整以及复杂的有机合成反应中的应用潜力，并探讨了如何利用机器学习辅助筛选具有理想催化性能的多组分体系。 第三章：介孔材料与结构缺陷的调控 本章关注如何通过精确控制材料的孔道结构和晶格缺陷来提升催化性能。详细介绍了模板法、自组装技术在构建具有均匀孔径和高比表面积介孔骨架中的应用。对于缺陷工程，重点讨论了氧空位、晶界和边缘位点在活化惰性分子（如O₂、N₂）中的关键作用，并阐述了如何利用热处理、离子掺杂等手段对这些活性位点进行量化和优化。 第二部分：面向能源转化的关键催化过程 本部分聚焦于当前能源领域最具挑战性的几个催化转化过程。 第四章：高效电催化析氢与析氧反应（HER/OER） 本书将电催化置于独立章节进行深入探讨。对于析氢反应（HER），侧重于非贵金属催化剂（如过渡金属硫化物、磷化物）的界面设计策略，特别是如何利用二维材料的层间距调控来促进氢气析出动力学。对于析氧反应（OER），分析了碱性介质中氧化物催化剂的活化机制，并详细介绍了通过表面羟基化和动态重构来降低OER过电位的方法。 第五章：二氧化碳还原（CO₂RR）的路径选择与电荷转移 本章全面回顾了电化学二氧化碳还原的最新进展。重点分析了不同金属（Cu, Ag, Au等）在催化CO₂RR生成特定产物（CO、甲酸、乙醇）时的选择性调控机制。书中详细阐述了电子转移速率、局部pH值变化以及产物脱附速率对法拉第效率的影响，并介绍了如何利用分子层沉积（ALD）技术在活性金属表面构建隔离层以提升目标产物的选择性。 第六章：生物质高效转化与绿色化学合成 本部分关注可持续生物质资源的深度利用。探讨了贵金属纳米颗粒（如Pt, Pd）在生物质选择性氧化、脱水和加氢过程中的催化机理。内容特别涵盖了如何设计具有耐受性（抗中毒）的催化剂，以应对生物质转化原料中常见的含硫、含氮杂质的干扰。此外，介绍了在温和条件下实现C-C偶联、C-N键构建等重要绿色合成转化的新型催化体系。 第三部分：先进表征技术与原位机制解析 有效的催化剂开发离不开对反应机理的准确理解，本部分集中介绍如何利用尖端表征技术揭示工作状态下的催化行为。 第七章：同步辐射技术在催化研究中的应用 本章强调了同步辐射光源（SR）在催化剂研究中的不可替代性。详细介绍了X射线吸收谱（XAS，包括XANES和EXAFS）如何用于确定活性位点的价态和配位环境，并讨论了其在实时监测催化剂氧化还原过程中的优势。同时，也介绍了X射线光电子能谱（XPS）在高空间分辨率下的应用，用于分析催化剂表面的化学态分布。 第八章：原位/准原位光谱学技术解析反应中间体 本章聚焦于探究反应动态过程的关键工具。深入解析了原位傅里叶变换红外光谱（In-situ DRIFTS）在识别吸附物种和监测反应路径上的应用。此外，讨论了拉曼光谱（Raman）和共振康普顿散射（RCS）在区分不同类型的表面物种（如氧化物表面与金属-载体界面物种）中的独特作用。书中提供了大量利用这些技术解析复杂催化循环中关键限速步骤的实例。 第九章：计算催化与高通量筛选 本章探讨了理论计算在加速催化剂发现过程中的作用。详细介绍了密度泛函理论（DFT）计算在预测吸附能、反应能垒和过渡态结构方面的精确性。重点阐述了如何结合高通量实验（HTE）和DFT计算，构建加速的催化剂筛选流程，特别是如何通过构建描述符（Descriptors）来建立宏观性能与微观结构之间的定量关系。 总结与展望 本书的最后一部分对催化科学的未来发展方向进行了展望，强调了跨学科合作的重要性，特别是在人工智能辅助设计和新型反应器技术集成方面的机遇与挑战。本书致力于推动催化研究从“试错法”向“理性设计”的根本性转变。

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