Chemistry of Zeolites and Related Porous Materials

Chemistry of Zeolites and Related Porous Materials pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:
作者:Xu, Ruren/ Pang, Wenqin/ Yu, Jihong/ Huo, Qisheng/ Chen, Jiesheng
出品人:
页数:616
译者:
出版时间:2007-9
价格:1880.00元
装帧:
isbn号码:9780470822333
丛书系列:
图书标签:
  • microporous-materials
  • chemistry
  • Zeolites
  • Porous Materials
  • Chemistry
  • Catalysis
  • Adsorption
  • Molecular Sieves
  • Material Science
  • Chemical Engineering
  • Nanomaterials
  • Inorganic Chemistry
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具体描述

Widely used in adsorption, catalysis and ion exchange, the family of molecular sieves such as zeolites has been greatly extended and many advances have recently been achieved in the field of molecular sieves synthesis and related porous materials. Chemistry of Zeolites and Related Porous Materials focuses on the synthetic and structural chemistry of the major types of molecular sieves. It offers a systematic introduction to and an in-depth discussion of microporous, mesoporous, and macroporous materials and also includes metal-organic frameworks. Provides focused coverage of the key aspects of molecular sieves Features two frontier subjects: molecular engineering and host-guest advanced materials Comprehensively covers both theory and application with particular emphasis on industrial uses This book is essential reading for researches in the chemical and materials industries and research institutions. The book is also indispensable for researches and engineers in R&D (for catalysis) divisions of companies in petroleum refining and the petrochemical and fine chemical industries.

材料科学新篇章:探索先进功能性材料的设计、合成与应用 本书深入剖析了材料科学领域内一群具有革命性潜力的材料——先进功能性材料。它们以其独特的结构、可调控的性能以及在能源、环境、生物医学和信息技术等诸多前沿领域的广泛应用前景,正引领着新一轮的技术革新浪潮。本书旨在为读者提供一个全面而深入的视角,理解这些材料的本质,掌握其设计与合成的关键技术,并展望其未来发展方向。 第一部分:先进功能性材料的结构与基本原理 本部分将首先回顾并深入介绍构成先进功能性材料的基础科学原理。我们将从原子、分子层面出发,阐述材料的微观结构如何决定其宏观性能。 晶体结构与非晶态结构: 详细探讨各种晶体对称性、晶格缺陷以及其对材料电学、光学和机械性能的影响。同时,也将关注非晶态材料,如玻璃、聚合物和无定形半导体,分析其独特的结构特点和相变行为。 量子力学基础: 引入理解材料电子结构和光学性质的量子力学概念,包括能带理论、电子局域化、激子效应以及光与物质的相互作用。这将为理解半导体、光学材料和光电器件的工作原理奠定基础。 表面与界面科学: 深入研究材料的表面和界面作为活性区域的关键作用。探讨表面吸附、催化活性、腐蚀以及界面电子传输等现象,为设计高效催化剂、传感器和复合材料提供理论指导。 热力学与动力学: 阐述材料相图、相变过程以及宏观性质与微观结构之间的热力学关系。分析材料的生长动力学、扩散机制以及热稳定性,这对材料的合成与处理至关重要。 尺寸效应与低维材料: 重点讨论纳米尺度下材料表现出的独特量子尺寸效应和表面效应。分析量子点、纳米线、二维材料(如石墨烯、过渡金属硫化物)的电子、光学和催化性能,以及其在纳米电子学、纳米光学和纳米催化等领域的应用潜力。 第二部分:先进功能性材料的设计与合成策略 本部分将聚焦于先进功能性材料的设计理念和多样化的合成方法,强调精确控制材料的组成、结构和形貌。 原子级精确合成: 化学气相沉积 (CVD) 及其变体: 深入介绍CVD、MOCVD、ALD等技术在制备薄膜、纳米结构和异质结方面的原理、优势和应用。重点关注其在半导体、催化剂和光学涂层领域的进展。 分子束外延 (MBE): 详细阐述MBE在高质量单晶薄膜生长中的作用,以及其对精确控制原子层沉积的精妙之处。 溶液化学法: 探讨溶胶-凝胶法、水热/溶剂热法、微乳液法等在制备纳米粒子、纳米棒、纳米片等形貌可控材料中的应用。分析反应条件对产物尺寸、形貌和结晶度的影响。 自组装策略: 胶体自组装: 介绍利用胶体颗粒在特定条件下自发形成有序结构,如二维晶格、三维光子晶体等。 分子自组装: 探讨有机分子和嵌段共聚物在溶液或界面上的自组装行为,以及其在构建超分子结构、模板和功能性薄膜中的应用。 晶格工程与掺杂: 固相反应法: 介绍通过固相混合和高温烧结制备陶瓷、复合材料的方法,以及如何通过掺杂调控材料的导电性、发光性和催化性能。 离子交换与扩散: 探讨在已形成材料中引入新元素或改变现有元素价态的技术,从而优化材料的性能。 新型合成技术: 3D打印与增材制造: 介绍利用3D打印技术直接构建复杂结构功能材料的可能性,以及在催化剂载体、多孔结构和生物支架等方面的应用。 机械化学法: 探索通过机械研磨等方式诱导化学反应,实现无需溶剂的材料合成。 第三部分:先进功能性材料的表征技术 精准的表征是理解材料结构与性能的关键。本部分将介绍用于分析先进功能性材料的各种先进表征技术。 结构表征: X射线衍射 (XRD): 阐述XRD在确定晶体结构、晶粒尺寸和相组成方面的原理和应用。 电子显微镜 (SEM, TEM, STEM): 详细介绍扫描电子显微镜和透射电子显微镜在观察材料表面形貌、微观结构和纳米形貌方面的作用,以及高分辨透射电子显微镜 (HRTEM) 对原子分辨率成像的能力。 原子探针层析 (APT): 介绍APT在三维原子尺度上进行化学成分和同位素分析的技术。 化学与电子结构表征: X射线光电子能谱 (XPS): 阐述XPS在分析材料表面化学态、元素组成和价态信息方面的原理。 紫外-可见吸收光谱 (UV-Vis) 和荧光光谱: 介绍这些光学技术在研究材料的光学带隙、吸收特性和发光机理中的应用。 拉曼光谱和红外光谱 (IR): 阐述这些振动光谱技术在识别分子结构、化学键和晶格振动方面的能力。 形貌与比表面积分析: Brunauer-Emmett-Teller (BET) 吸附法: 介绍BET法在测定材料比表面积和孔隙结构方面的原理和重要性。 孔径分布分析: 讨论如何通过气体吸附-脱附等温线分析材料的孔径分布,包括微孔、介孔和大孔。 第四部分:先进功能性材料的关键应用领域 本部分将重点探讨先进功能性材料在能源、环境、生物医学和信息技术等关键领域的创新应用。 能源领域: 催化材料: 深入研究先进功能性材料在能源转化和存储中的催化作用,例如多相催化(石油化工、合成氨)、光催化(水分解制氢、CO2还原)、电催化(燃料电池、电解水)。重点关注材料的设计如何提高活性、选择性和稳定性。 储能材料: 探讨用于电池(锂离子电池、固态电池)、超级电容器和燃料电池的先进电极材料、电解质材料和隔膜材料。分析其在提高能量密度、功率密度和循环寿命方面的作用。 光伏材料: 介绍用于太阳能电池的新型半导体材料,包括钙钛矿太阳能电池、量子点太阳能电池和有机太阳能电池,以及提高其效率和稳定性的策略。 环境领域: 吸附与分离材料: 重点研究用于污染物去除(废水处理、空气净化)、气体分离(CO2捕获、氢气提纯)和同位素分离的吸附材料,如金属有机框架 (MOFs) 和多孔碳材料。 环境催化: 探讨用于环境污染控制的催化剂,例如汽车尾气净化、工业废气处理和有机污染物降解。 水处理与膜技术: 研究用于海水淡化、饮用水净化和污水处理的新型膜材料和吸附剂。 生物医学领域: 药物递送系统: 探讨纳米材料作为药物载体的设计,如何实现靶向递送、控释以及提高药物的生物利用度。 生物成像与诊断: 研究具有荧光、磁性或光学性质的纳米材料在生物成像、分子探针和体内诊断中的应用。 生物传感器: 介绍利用先进功能性材料构建高灵敏度、高选择性的生物传感器,用于疾病早期诊断、环境监测和食品安全检测。 组织工程与再生医学: 探讨生物相容性材料在构建细胞支架、促进组织再生和修复方面的应用。 信息技术领域: 半导体与电子器件: 介绍用于高性能集成电路、传感器和显示器的先进半导体材料,包括窄禁带半导体、二维半导体和铁电材料。 光学与光电子器件: 探讨用于LED、激光器、光探测器和光通信的光学材料,以及量子点、纳米晶体和有机半导体在其中的作用。 磁性材料: 研究用于数据存储、磁悬浮和自旋电子学的先进磁性材料,包括稀土永磁体、磁性纳米粒子和多铁性材料。 柔性电子与可穿戴设备: 探索适用于柔性显示器、可穿戴传感器和电子皮肤的先进功能性材料。 第五部分:未来展望与挑战 本部分将对先进功能性材料的未来发展趋势进行预测,并探讨当前面临的主要挑战。 多功能集成与智能化: 展望材料向多功能集成和智能响应方向发展,例如能够感知环境变化并作出相应反应的“智能材料”。 计算材料科学与人工智能: 探讨计算模拟、机器学习和人工智能在加速材料设计、性能预测和发现新材料方面的关键作用。 可持续性与绿色化学: 强调在材料设计和合成过程中对环境影响的考量,发展可持续的合成方法和可降解材料。 规模化生产与成本效益: 分析如何克服将实验室研究成果转化为大规模工业生产的挑战,降低生产成本,实现广泛应用。 跨学科交叉与合作: 强调材料科学与其他学科(如化学、物理、工程、生物学)的深度融合,以解决更复杂的问题,推动科学的突破。 本书旨在为材料科学家、化学家、物理学家、工程师以及对先进功能性材料感兴趣的读者提供一个权威的参考。通过深入的理论阐述、翔实的实例分析和前瞻性的讨论,读者将能够深刻理解先进功能性材料的巨大潜力,并为未来的科学研究和技术创新提供宝贵的启示。

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