纳米孔材料化学

出版者:科学出版社

作者:于吉红

页数:291

出版时间:2013-3

价格:80.00元

isbn号码:9787030370273

丛书系列:纳米科学与技术

具体描述

《纳米孔材料化学:NMR表征、理论模拟及吸附分离》内容简介：“纳米孔材料化学”汇集了国内科技工作者在纳米孔材料科学领域所取得的优秀研究成果。书中介绍纳米孔材料的NMR表征、理论模拟以及吸附分离，包括纳米孔材料结构与性能的固体核磁共振研究、分子筛的理论计算和分子模拟、介孔材料的理论模拟、金属-有机框架材料中气体吸附与分离的分子模拟、微孔分子筛材料的吸附与分离、介孔材料的吸附与分离以及金属-有机框架化合物的吸附与分离等内容。

《纳米孔材料化学:NMR表征、理论模拟及吸附分离》可供高等院校以及科研院所相关专业的教师和研究生参考，也可供化工、生物医药、环境、材料与其他高新技术领域从事开发应用研究及在厂矿企业工作的科技工作者、工程技术人员参考。

作者简介

于吉红，吉林大学化学学院无机合成与制备化学国家重点实验室教授、博士生导师，国家杰出青年科学基金获得者、教育部”长江学者”特聘教授、国家重点基础研究发展计划（“973”计划）项目首席科学家。1985～1995年于吉林大学获得学士、硕士和博士学位，毕业后留校工作。1996～1998年先后在香港科技大学和日本东北大学从事博士后研究。1999年晋升为教授。研究方向是分子筛多孔功能材料的定向设计与合成。在Science、AccChem Res、Chem Soc Rev、Angew Chem Int Ed、J Am Chem Soc等SCI收录期刊上发表论文220余篇。申请中国发明专利10余项、。PCT专利1项，其中授权专利6项。合作出版中英文专著各1部。获国家自然科学奖二等奖、中国青年科技奖、中国青年女科学家奖及鲍氏无机化学奖等奖项。现任ChemSci杂志副主编，Chem Mater杂志顾问编委， 《科学通报》及《化学进展》杂志编委。曾担任Micropor Mesopor Mater以及Solid State Sci杂志亚洲编辑。

目录信息

《纳米科学与技术》丛书序
前言
第1章 纳米孔材料结构与性能的固体核磁共振(NMR)研究
1.1 固体核磁共振原理和实验方法
1.1.1 固体中的核自旋相互作用
1.1.2 固体NMR实验方法
1.2 纳米孔材料自组装过程的固体NMR研究
1.2.1 分子筛的形成机理
1.2.2 磷铝酸盐分子筛的晶化机理
1.2.3 介孔硅酸盐的合成机理
1.2.4 介孔磷铝酸盐的合成机理
1.3 纳米孔道结构特征的129Xe NMR研究
1.3.1 129Xe NMR测量孔大小的方法
1.3.2 129Xe NMR测定金属离子效应
1.3.3 129Xe NMR测定负载金属效应
1.3.4 129Xe NMR表征分子筛孔结构
1.4 纳米孔材料活性中心的固体NMR研究
1.4.1 表面羟基的1H NMR研究
1.4.2 表面酸性的探针分子NMR研究
1.4.3 Br?nsted/Lewis酸中心协同效应的NMR研究
1.4.4 金属离子活性中心的NMR研究
1.5 纳米孔材料中催化反应的固体NMR研究
1.5.1 原位NMR实验方法
1.5.2 催化反应机理的原位NMR研究
1.6 结论与展望
参考文献
第2章 分子筛的理论计算和分子模拟
2.1 引言
2.2 分子筛及多孔材料的分子模拟
2.2.1 模拟方法和基本概念
2.2.2 分子筛中的吸附
2.2.3 分子筛中的扩散
2.2.4 择形催化过程的分子模拟
2.2.5 吸附分离过程的分子模拟
2.2.6 纳米孔材料的分子模拟
2.3 分子筛及多孔材料的量化计算
2.3.1 理论背景与计算方法
2.3.2 分子筛理论模型
2.3.3 分子筛活性中心分布
2.3.4 复杂催化反应过程的量化计算
2.4 模拟计算新方法及在分子筛材料研究中的应用
2.4.1 从头计算分子动力学基本原理
2.4.2 从头计算分子动力学在分子筛材料研究中的应用
2.5 结论与展望
参考文献
第3章 介孔材料的理论模拟
3.1 介孔材料与理论模拟简介
3.1.1 介孔材料简介及分类
3.1.2 理论模拟方法简介
3.2 介孔材料结构和性质的理论模拟
3.2.1 形成过程理论模拟
3.2.2 孔材料结构的理论模拟表征
3.2.3 孔径分布的理论模拟
3.2.4 配位和酸性位等的模拟计算
3.3 介孔材料中分子的吸附、分离及扩散
3.3.1 M41S系列分子筛中的吸附
3.3.2 AlPO分子筛中的吸附
3.3.3 有序介孔碳及类似材料中的吸附
3.3.4 MOR分子筛中的吸附
3.3.5 ZSM-5分子筛中的吸附
3.3.6 其他分子筛中的吸附
3.3.7 MOF及相关材料中的吸附
3.3.8 孔材料中扩散的理论模拟
3.4 介孔材料内化学反应的理论模拟
3.5 结论与展望
参考文献
第4章 金属-有机框架材料中气体吸附与分离的分子模拟
4.1 引言
4.2 研究MOF材料气体吸附与分离的分子模拟方法
4.2.1 量子化学方法
4.2.2 周期性边界条件的化学计算和量子力学/分子力学(QM/MM)组合方法
4.2.3 分子力学力场
4.2.4 蒙特卡罗方法
4.2.5 分子动力学方法
4.3 应用
4.3.1 储氢材料
4.3.2 多孔材料捕捉与分离CO2的模拟研究
4.3.3 甲烷及其他气体分子的吸附和分离
4.4 结论与展望
参考文献
第5章 微孔分子筛材料的吸附与分离
5.1 引言
5.2 微孔分子筛的吸附性能及表征
5.2.1 吸附基本理论
5.2.2 微孔分子筛孔结构表征
5.2.3 吸附性能的表征
5.3 微孔材料的扩散性能及测定
5.3.1 晶内扩散
5.3.2 影响晶内扩散的因素
5.3.3 晶内扩散模型
5.3.4 晶内扩散的测量技术
5.4 微孔材料在吸附分离方面的应用
5.4.1 石油化工领域的应用
5.4.2 气体的分离与净化
5.4.3 清洁能源与储能
5.4.4 环保领域的应用
5.4.5 医药卫生领域的应用
5.4.6 其他领域
参考文献
第6章 介孔材料的吸附与分离
6.1 引言
6.2 介孔材料吸附二氧化碳和其他气体
6.3 介孔材料吸附去除环境污染物
6.4 应用于固载酶和生物大分子分离的介孔材料
6.5 介孔材料和可控药物缓释
6.6 结论与展望
参考文献
第7章 金属-有机框架化合物的吸附与分离
7.1 引言
7.2 基本概念
7.2.1 配位聚合物
7.2.2 金属-有机框架化合物
7.3 金属-有机框架化合物的结构设计
7.3.1 金属节点
7.3.2 有机配体
7.4 气体吸附
7.4.1 能源气体储存
7.4.2 温室气体
7.4.3 有害气体
7.5 提高MOF材料的储气能力
7.5.1 增强稳定性
7.5.2 优化活化方法
7.5.3 增大比表面积和孔容
7.5.4 轻金属构筑
7.5.5 不饱和金属配位点
7.5.6 穿插和互锁
7.5.7 氢溢流作用
7.6 气体的选择性吸附分离
7.6.1 CO2
7.6.2 O2
7.6.3 H2
7.6.4 蒸气
7.7 液体的选择性吸附分离
7.7.1 构造异构体的分离
7.7.2 手性拆分
7.7.3 顺反异构体的分离
7.8 薄膜分离
7.9 结论与展望
参考文献
· · · · · · (收起)

用户评价

这本《纳米孔材料化学》的封面设计得非常引人注目，那种深邃的蓝色调，配上抽象的纳米结构图样，立刻就让人感受到一种前沿、高精尖的学术气息。我原本是抱着一种既期待又有点忐忑的心情翻开第一章的，毕竟“纳米孔”这个词听起来就充满了复杂的物理和化学概念。刚开始阅读时，我确实被一些基础理论的严谨性给镇住了，作者对材料的微观结构、表面能以及孔道尺寸效应的阐述极为透彻，引用的文献都是近几年该领域最顶级的期刊成果，这说明作者对研究现状的把握非常到位。书中对不同合成方法，比如模板法、溶胶-凝胶法等，涉及的化学反应机理和动力学过程分析得细致入微，甚至连不同溶剂体系对孔隙形貌的影响都有详细的图表和数据支持。虽然有些段落需要反复阅读才能完全消化，但那种清晰的逻辑链条和严密的论证结构，让人不得不佩服作者深厚的学术功底。这本书无疑是为专业研究人员和高年级研究生量身定做的“硬核”教材，它不仅仅是知识的堆砌，更像是一张深入探索纳米材料世界的精细地图，指引着读者如何系统性地构建和理解纳米孔材料的化学特性。对于任何想要在这个领域做出原创性工作的研究者来说，这本书绝对是案头必备的参考书目。

从整体阅读体验来看，这本书的结构布局非常精妙，像是一部层层递进的交响乐，由浅入深，高潮迭起。它的学术深度毋庸置疑，但真正让我感到惊喜的是其对未来研究趋势的洞察力。在最后几章，作者探讨了纳米孔材料在能源存储，特别是超级电容器和电池电解质中的应用潜力，这部分内容结合了电化学动力学，展示了如何通过调控孔道界面的电子转移速率来优化器件性能。这种跨学科的融合处理得非常自然流畅，没有丝毫的生硬拼凑感。这本书的价值在于，它不仅教授了“是什么”和“怎么做”，更重要的是，它启发我们思考“为什么”和“下一步该往哪里去”。它为我们描绘了一个充满无限可能的纳米孔材料化学的未来蓝图，让人读完之后，迫不及待地想要回到实验室，去验证书中的每一个假设，去探索每一个未竟的潜力。这是一部真正能够激发创新热情的专业力作。

读完这本书，我最大的感受是它极大地拓宽了我对“材料”这个概念的理解边界。过去我总觉得材料就是宏观可见的固体，但这本书通过对纳米孔尺度的剖析，展现了物质在极小尺度下表现出的全新、甚至反直觉的化学行为。特别是关于孔道内物质输运和选择性的章节，简直是打开了新世界的大门。作者没有停留在理论推导，而是结合了大量的实验案例来佐证观点，比如如何利用特定孔径的材料实现对特定分子大小的筛选，这种“分子筛”的原理在书中被解释得极其清晰，配上精美的透射电镜（TEM）和扫描隧道显微镜（STM）图像，直观性大大增强。有一部分内容着重讨论了孔道内催化反应的特点，指出限域效应如何改变反应能垒和产物选择性，这对于开发新型高效催化剂有着直接的指导意义。我特别欣赏作者在描述复杂化学过程时所采取的类比手法，虽然主题深奥，但叙述方式却保持了令人惊讶的流畅性，使得非本专业背景的读者也能从中领略到纳米化学的魅力，而非仅仅被公式和图表淹没。

这本书的行文风格非常典雅，带着一种老派学者的沉稳和精确，但其内容却紧跟时代步伐，充满了未来感。我特别留意了书中关于生物医学应用的那几章，这部分内容与前面对基础结构和合成的论述形成了完美的呼应和转化。例如，书中详细讨论了如何设计具有特定表面化学性质的纳米孔载体用于药物的靶向递送和控释。作者没有采用那种浮夸的、过度承诺疗效的口吻，而是非常务实地分析了当前技术瓶颈，比如生物相容性、体内稳定性等，并指出了化学修饰在解决这些问题上的潜力。这种严谨的“科学态度”是这本书最宝贵的财富之一。读到此处，我开始思考如何将我专业领域内的一些现有技术与书中提到的纳米孔特性结合起来，产生新的交叉点。它不是一本孤芳自赏的理论著作，它是在邀请每一个读者，拿着这些基础知识，去解决现实世界中更宏大、更紧迫的工程和健康问题。

我发现这本书在处理理论框架时，展现出一种罕见的全面性和兼容性。它不仅仅聚焦于单一的氧化物或碳基材料，而是横跨了聚合物、金属有机框架（MOFs）乃至新型二维材料在纳米孔结构构建中的应用。这种广博的视角让人印象深刻。比如，在比较不同孔道形成机制时，作者巧妙地将物理吸附理论与化学键合特性结合起来，构建了一个统一的评价体系。我特别喜欢它在讨论材料的“孔隙结构演化”时所采用的“时间轴”叙事方式，从纳米尺度的初生到环境老化后的变化，这种动态的视角比静态的结构描述更有助于理解材料的长期性能。此外，书中对表征技术的选择也十分考究，对小角X射线散射（SAXS）、气体吸附等核心表征手段的原理和数据解读进行了深入的剖析，教导读者如何从实验数据中“读出”纳米孔的真实化学环境，而不是仅仅停留在报告一个孔径值上。这份对实验细节的关注，让这本书的实操指导价值倍增。

孔咋样

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