微纳米技术与精细化工

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页数:290
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出版时间:2009-1
价格:42.00元
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isbn号码:9787802298040
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  • 化学
  • 微纳米技术
  • 精细化工
  • 化工工程
  • 材料科学
  • 纳米材料
  • 化学工程
  • 微反应器
  • 分离技术
  • 催化技术
  • 化工工艺
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具体描述

《微纳米技术与精细化工》以微纳米技术理论为指导,结合精细化工中的诸多产品以及在制备与应用过程中存在的技术问题,分别介绍了精细化工中微纳米粉体的制备技术,微纳米技术与涂料,微纳米技术与催化剂,微纳米技术与黏合剂.微纳米技术与信息化学品及日用化学品。微纳米技术与功能高分子材料,微纳米技术与精细陶瓷,微纳米技术与医药,微纳米技术与食品和保健品,以及微纳米技术与农药、染料、助剂等。微纳米技术在精细化工领域起着十分重要的作用,占有相当重要的地位。《微纳米技术与精细化工》可供从事精细化工领域研究与生产的工程技术人员阅读参考,也可作为高等学校相关专业教师及研究生的教学参考书。

《光影炼金术:可见光催化在有机合成中的应用》 本书深入探讨了可见光催化这一新兴而强大的有机合成工具。在传统有机合成方法往往需要高温、高压、有毒试剂或稀有金属催化剂的背景下,可见光催化以前所未有的温和条件、环境友好性和普适性,为有机合成化学家提供了全新的视野和解决方案。 全书共分为十章,循序渐进地引导读者从基础概念到前沿应用。 第一章 基础理论与发展历程 本章首先梳理了光化学反应的基本原理,包括光吸收、激发态形成、能量转移和电子转移等关键过程。随后,详细介绍了可见光催化在有机合成领域兴起的历史背景、里程碑式的发现以及其独特的优势,如低能量输入、选择性高、副产物少等。我们将深入解析光氧化还原催化、光敏化催化等核心概念,为后续章节的学习奠定坚实的理论基础。 第二章 光催化剂的设计与制备 高效且稳定的光催化剂是实现可见光催化反应的关键。本章将系统介绍各类可见光催化剂的设计原则和制备策略,包括: 染料类光敏剂: 如钌(II)联吡啶配合物、铱(III)配合物、荧光素衍生物等,重点阐述其结构-性能关系、激发态动力学及其在不同反应中的应用。 有机小分子光催化剂: 如吩嗪、黄素、Eosin Y等,分析其催化机理和在自由基反应中的作用。 半导体类光催化剂: 包括TiO2、ZnO等经典半导体材料,以及有机-无机杂化材料、量子点等新型半导体材料,探讨其能带结构、缺陷工程和表面修饰策略。 金属有机框架(MOFs)和共价有机框架(COFs)作为光催化剂载体或活性中心。 本章还将讨论催化剂的稳定性、可回收性以及均相与多相催化体系的优缺点。 第三章 自由基化学与可见光催化 可见光催化在产生和利用自由基方面具有得天独厚的优势。本章将聚焦于可见光催化如何高效地引发和控制自由基反应,例如: C-H键官能团化: 通过自由基途径实现惰性C-H键的选择性活化和官能团化,如烷基化、芳基化、氨基化等。 烷基化与芳基化反应: 利用可见光催化产生烷基或芳基自由基,并将其高效地引入到各种有机分子骨架中。 串联自由基反应: 设计和实现复杂的串联自由基过程,一步构建多键或多环结构。 光氧化还原诱导的加成反应: 如Michael加成、Diels-Alder反应等,利用自由基中间体克服反应活化能垒。 第四章 C-C键形成反应 碳-碳键的形成是有机合成的核心。本书将详细阐述可见光催化在构建各类C-C键中的创新应用,包括: 交叉偶联反应: 发展无需预活化或使用贵金属催化剂的交叉偶联策略,如Kumada、Negishi、Suzuki偶联的温和变体。 烯烃和炔烃的官能团化: 通过自由基或离子机制实现烯烃和炔烃的区域选择性和立体选择性官能团化。 环化反应: 利用可见光催化诱导的分子内或分子间环化,高效构建各种环状化合物,如环丙烷化、环氧乙烷化、内酯形成等。 不对称C-C键形成: 引入手性助剂或手性催化剂,实现可见光催化下的不对称C-C键形成,获得高对映选择性的手性产物。 第五章 C-杂原子键形成反应 本章将深入探讨可见光催化在构建C-X(X = N, O, S, P, halogens)键方面的进展。 C-N键形成: 如胺化反应、酰胺化反应、叠氮化反应等,为药物分子和天然产物的合成提供高效途径。 C-O键形成: 如醚化反应、酯化反应、羟基化反应等。 C-S键形成: 如硫醚化反应、磺酰化反应等。 C-P键形成: 如磷酸酯、膦酸酯的合成。 卤代反应: 高效、区域选择性的直接卤代策略。 第六章 氧化与还原反应 可见光催化同样可以实现高效的氧化与还原转化。 选择性氧化: 如醇的氧化、烯烃的环氧化、醛的氧化等,避免过度氧化。 脱氢反应: 温和地实现脱氢过程,构建不饱和体系。 选择性还原: 如硝基的还原、炔烃的还原、羰基的还原等,特别强调立体选择性还原。 光催化驱动的电子转移还原: 利用光催化剂作为电子供体或受体,实现还原反应。 第七章 活泼性官能团的转化与保护/脱保护 本书还将关注可见光催化在处理和转化活泼性官能团方面的应用,以及其在保护基策略中的角色。 重氮化合物的转化: 利用可见光催化高效转化重氮化合物,构建复杂的分子结构。 环氧化物和三元环的开环反应: 在温和条件下实现此类反应。 保护基的引入与脱除: 开发使用可见光即可进行的保护基策略,简化合成步骤。 第八章 催化剂工程与反应器设计 为了更好地将可见光催化技术应用于实际生产,本章将讨论催化剂的载体化、固载化策略,以及多相可见光催化体系的设计。同时,还将介绍用于可见光催化反应的特殊反应器设计,如微通道反应器、光纤反应器等,以提高传质传热效率和光利用率。 第九章 绿色化学与可持续发展 可见光催化作为一种典型的绿色化学技术,在减少环境污染、降低能源消耗方面具有巨大潜力。本章将深入探讨可见光催化在以下方面的贡献: 原子经济性: 最大限度地将反应物转化为产物,减少废物产生。 溶剂选择: 鼓励使用水、乙醇等绿色溶剂。 可再生能源利用: 将太阳能转化为化学能,实现可持续的化学合成。 生命周期评估(LCA): 对可见光催化过程的环保效益进行评估。 第十章 前沿进展与未来展望 本章将对可见光催化在有机合成领域的最新研究进展进行梳理,包括: 光催化在天然产物全合成中的应用。 光催化在药物研发与精细化学品生产中的实际案例。 新兴的光催化体系和反应类型。 机器学习和人工智能在光催化剂设计和反应优化中的应用。 最后,本章将对可见光催化在有机合成领域的未来发展方向进行展望,指出其潜在的挑战和机遇。 本书内容翔实,理论与实践相结合,旨在为从事有机合成、药物化学、材料化学、绿色化学等领域的科研人员、研究生以及对该领域感兴趣的读者提供一本全面而深入的参考书。通过对可见光催化技术的掌握,读者将能够开发出更加高效、经济、环保的有机合成方法,推动化学科学和相关产业的发展。

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这本书的封面设计着实吸引人,那种深邃的蓝色调配上细致的科技感线条,让人立刻联想到前沿的科学探索。我原以为这会是一本晦涩难懂的专业教材,毕竟“微纳米技术”这个词汇本身就带着一股高深的距离感。然而,翻开扉页后,我惊讶地发现作者的叙事方式非常平易近人。它没有一上来就抛出复杂的公式或晦涩的专业术语,而是巧妙地从历史的演进讲起,勾勒出人类对尺度控制的渴望是如何一步步推动技术革新的。尤其是书中关于光刻技术从早期光学衍射限制到浸润式、极紫外光刻的演变描述,简直像在看一部波澜壮阔的工业史诗。作者对每一个关键节点都进行了详尽的背景介绍,让你清楚地知道,今天我们能用上这么精密的芯片,背后凝结了多少代科学家的心血。那种对技术细节的把控力,让原本枯燥的技术发展史读起来也充满了代入感,仿佛自己也参与了那些伟大的实验。它成功地搭建了一座桥梁,让非专业人士也能窥见这个精密世界的魅力。

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我必须承认,这本书的深度远远超出了我的预期。我本以为它会停留在对现有技术的介绍层面,但作者显然有着更宏大的视野。书中关于“自下而上”组装策略的探讨,简直是哲学与科学的完美结合。它不仅罗列了DNA折纸术、分子自组装等前沿技术,更深入剖析了驱动这些过程的内在热力学和动力学原理。作者并没有回避其中的理论难点,而是选择用最直观的比喻来解释那些高深的物理概念,比如将熵增原理类比为“混乱的必然趋势”,从而解释了为什么精确控制组装过程如此困难。读到这部分内容时,我感觉自己仿佛在和一个经验极其丰富的导师对话,他不仅知道“是什么”,更知道“为什么是这样”,这种对基础理论的坚实把握,让整本书的理论基石异常稳固,让人读得心服口服。

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这本书在案例选择上展现出一种独到的眼光,它总能抓住那些真正具有颠覆性的应用方向。比如,书中对柔性电子器件的未来发展趋势进行了富有洞察力的预测,特别提到了如何在极薄的基底上实现高密度集成电路的制造,这对于可穿戴设备和生物医学植入领域无疑是极具指导意义的。不同于那些只关注实验室成果的读物,这本书的视角始终保持在“如何将科学转化为生产力”的层面上。它详细描述了从小试到中试过程中会遇到的工艺放大难题,以及如何通过优化表面能、控制界面效应来解决这些挑战。这种将纯粹的科学原理与残酷的工程实现紧密结合的写作方式,使得这本书不仅是知识的宝库,更像是一本实战手册,对于任何希望将微纳技术投入实际产业应用的人来说,都是不可多得的参考资料。

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这本书的语言风格是极其严谨而又不失温度的。作者在保持科学术语准确性的同时,行文流畅自然,很少出现那种机械的、翻译腔十足的句子。特别是那些涉及最新研究进展的章节,叙述得如同精彩的科技报道,充满张力。我尤其欣赏作者在讨论新技术伦理和未来挑战时的审慎态度。书中并没有盲目乐观地歌颂技术万能论,而是客观地指出了微纳米技术在数据安全、环境影响以及潜在的社会不平等方面的潜在风险。这种超越技术本身,关照其社会影响的视角,让这本书的格局一下子被打开了,它不再仅仅是一本技术指南,更是一份对未来科技发展方向的深刻反思。读完后,留在心中的不仅仅是知识的充盈,还有对人类如何负责任地驾驭这些强大工具的深思。

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这本书的结构编排实在值得称赞,它仿佛是一张精心绘制的思维导图,逻辑清晰到令人拍案叫绝。我特别欣赏作者处理“跨学科融合”问题时的细腻手法。例如,当探讨到如何利用微流控芯片进行高通量筛选时,作者并没有将生物学和工程学割裂开来,而是用一系列生动的案例,展示了流体力学如何在微小尺度上实现对细胞行为的精准操纵。书中对材料科学与精密制造的结合点也挖掘得非常深入,比如特定高分子材料在纳米印压过程中的形变机制,阐述得深入浅出,连我这个只对宏观世界有点概念的人都能大致把握其原理。最让我印象深刻的是,作者似乎有一种魔力,能将复杂的物理化学过程转化为可感知的画面,读完后,脑海中会自然而然地浮现出那些纳米尺度的结构是如何被“雕刻”出来的场景,这极大地提升了学习的乐趣和效率。

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