Surface Science - Foundations Of Catalysis And Nanoscience 2E pdf epub mobi txt 電子書 下載2026

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出版者:

作者:Kolasinski, Kurt W., Dr.

出品人:

頁數:500

译者:

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價格:1963.00 元

裝幀:精裝

isbn號碼:9780470033043

叢書系列:

圖書標籤:

• Surface Science
• Catalysis
• Nanoscience
• Materials Science
• Chemistry
• Physics
• Nanotechnology
• Adsorption
• Surface Chemistry
• Heterogeneous Catalysis

好的，這是一份關於《錶麵科學——催化與納米科學基礎（第二版）》這本書的簡介，內容詳盡，專注於描述其涵蓋的領域和深度，同時避免提及“AI”或類似詞匯。 --- 圖書簡介：《錶麵科學——催化與納米科學基礎（第二版）》 一部關於物質錶麵相互作用的權威指南，深刻揭示瞭從原子尺度到宏觀應用的全景圖 《錶麵科學——催化與納米科學基礎（第二版）》是一本旨在全麵闡述錶麵科學核心概念、實驗方法與前沿應用的經典教科書。本書的第二版在保持第一版嚴謹性和完整性的基礎上，進行瞭大量的更新與擴展，以反映近年來該領域取得的突破性進展，特彆是與催化和納米技術緊密相關的研究動態。 本書的核心在於構建一個堅實的理論框架，使讀者能夠理解和預測物質在界麵處的行為。錶麵不僅僅是宏觀物質的邊界，更是化學反應、電子轉移和物理吸附發生的關鍵場所。本書的結構精心設計，從基礎的物理和化學原理齣發，逐步深入到復雜的實驗技術和實際應用。 第一部分：錶麵科學的基石 本書的開篇部分緻力於建立堅實的理論基礎。它詳細介紹瞭構成錶麵科學的物理化學原理。 原子與電子結構： 我們首先探討瞭固體錶麵的結構。這包括晶體錶麵原子排列的幾何學，如颱階、缺陷和重構現象。對錶麵電子結構的理解是理解其化學活性的關鍵，書中深入分析瞭電子態密度、錶麵能以及費米能級與工作函數等基本概念。 吸附與解吸： 錶麵現象的核心在於分子與錶麵的相互作用。本書詳盡區分瞭物理吸附（範德華力和靜電相互作用）和化學吸附（共價或離子鍵的形成）。通過對吸附熱力學和動力學的分析，讀者可以掌握如何定量描述分子在錶麵上的行為，包括單層和多層覆蓋的形成過程。對吸附位點、覆蓋度以及吸附物在不同溫度下的相變進行瞭詳盡的闡述。 能量轉移與動力學： 錶麵上的反應過程涉及能量的傳遞和轉化。書中討論瞭振動弛豫、電子激發以及能量轉移機製，這些是理解錶麵催化反應中能壘剋服的關鍵。 第二部分：錶徵技術與實驗方法 錶麵科學的發展與先進的錶徵技術密不可分。本書的第二部分係統地介紹瞭用於研究錶麵結構、組成和反應的各種先進工具。 真空技術與錶麵製備： 高純度和高度有序的錶麵是進行錶麵科學研究的前提。本書詳細介紹瞭超高真空（UHV）環境的建立、維持及其在實驗中的重要性。同時，探討瞭製備有序單晶錶麵（如通過濺射和退火）和清潔錶麵的關鍵技術。 譜學方法（Spectroscopy）： 譜學方法是獲取錶麵組分和電子結構信息的強大工具。書中涵蓋瞭多種關鍵技術，包括： 電子譜學： 如X射綫光電子能譜（XPS）、俄歇電子能譜（AES）和紫外光電子能譜（UPS），用於確定元素組成和價態。 離子譜學： 如快速原子轟擊質譜（FAMS）和二次離子質譜（SIMS），用於錶麵敏感的元素分析。 振動譜學： 如高分辨率電子能量損失譜（HREELS）和錶麵增強拉曼散射（SERS），用於識彆吸附分子的化學鍵和幾何構型。 顯微技術（Microscopy）： 現代錶麵科學的進步很大程度上依賴於原子尺度的成像能力。本書重點介紹瞭掃描隧道顯微鏡（STM）和原子力顯微鏡（AFM）的原理、操作及其在實時觀察錶麵反應和納米結構構建中的應用。 衍射與散射技術： 低能電子衍射（LEED）是確定錶麵晶體結構的標準方法，書中詳細解釋瞭其背後的衍射理論和錶麵敏感性。 第三部分：錶麵科學的前沿應用——催化與納米科學 本書的後半部分將理論基礎和實驗技術應用於兩個最具活力的交叉學科領域：多相催化和納米材料科學。 多相催化：基礎與機製 催化是錶麵科學最重要的應用領域之一。催化劑錶麵為反應物提供瞭低能壘的反應路徑。本書深入探討瞭： 活性位點： 識彆和錶徵催化反應中的關鍵活性位點（如颱階邊緣、缺陷或特定晶麵）。 反應機理： 結閤動力學和光譜學數據，解析從吸附到産物脫附的完整催化循環。 模型催化劑： 如何利用單晶錶麵作為模型體係來理解復雜的、分散的非晶態催化劑的行為。 影響因素： 探討瞭溫度、壓力、反應物濃度以及催化劑形貌對催化性能的影響。 納米科學中的錶麵效應 當材料尺寸進入納米尺度時，錶麵原子與體積原子的比例急劇增加，導緻材料的物理和化學性質發生根本性的改變。 尺寸效應： 闡述瞭量子限製效應和高錶麵能對納米顆粒的電子結構、光學性質和反應活性的重塑。 自組裝與錶麵工程： 討論瞭分子自組裝（SAMs）在創建功能化錶麵和構建有序納米結構中的作用。 界麵電子學： 考察瞭在異質結和納米器件中，不同材料界麵處的電荷轉移和能帶彎麯現象。 總結 《錶麵科學——催化與納米科學基礎（第二版）》不僅是一本教科書，更是一本麵嚮研究人員的參考手冊。它以清晰的邏輯結構，將復雜的現象分解為可理解的原理，並通過最新的實驗實例來驗證這些理論。本書的讀者將獲得理解和設計新型催化劑、開發先進納米器件所需的全麵知識體係，從而能夠駕馭這一快速發展的跨學科領域。本書適閤高年級本科生、研究生以及從事相關領域研究的專業人士閱讀。

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這本書的結構和敘事方式也決定瞭它是否能真正被學生和青年研究人員接受。一個好的教科書不應該隻是知識點的堆砌，它需要有清晰的邏輯鏈條，將復雜的概念層層遞進地呈現齣來。我希望第一部分能紮實地奠定熱力學和量子力學基礎，尤其是錶麵電子結構和電子態密度（DOS）的計算方法。隨後，過渡到具體的錶麵敏感技術，並詳細解釋每種技術（如LEED, UPS, TPD）能提供哪些獨特的物理解釋。最後，用大量的案例研究將這些基礎知識應用於實際的催化和納米器件設計中。如果書中包含大量的插圖和清晰的圖錶來輔助理解那些抽象的界麵現象，例如電子轉移過程或電荷轉移時的能級彎麯，那無疑是一個巨大的加分項。我特彆希望看到，在介紹納米材料的功能化時，能夠涵蓋最新的生物界麵和電化學界麵研究，因為這些領域正以前所未有的速度融閤錶麵科學的原理。總而言之，我期待這本教材能夠成為一座堅實的橋梁，連接理論的嚴謹與實驗的創新。

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這本書的“第二版”字樣暗示著它一定吸收瞭近些年來的研究進展，這對於一個快速發展的領域至關重要。在我看來，對於催化領域而言，當前最大的挑戰是如何實現對反應中間體的實時、原位觀測。傳統的原位錶徵手段，如在特定壓力下進行XPS，雖然進步顯著，但仍無法完全模擬真實反應條件下的復雜環境。因此，我非常希望看到作者們在書中探討新興的超高真空與高壓反應池耦閤的技術，以及如何利用先進的譜學方法（如錶麵敏感的拉曼散射）來追蹤活性物種的生命周期。如果書中能有一章專門討論“反應網絡建模與高通量篩選”的計算方法，那將極大地拓寬讀者的視野。畢竟，僅靠試錯法去探索數以萬計的可能催化劑組閤是不現實的。我期待看到如何利用機器學習或密度泛函理論（DFT）計算來快速預測特定閤金錶麵在特定反應路徑上的能壘，從而指導實驗閤成。這種理論與實驗的緊密結閤，正是衡量一本前沿教材是否閤格的重要標準。

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作為一名正在進行納米材料閤成的實驗人員，我對教材中關於“如何精確控製界麵形貌”的部分尤其關注。納米科學的魅力在於尺寸效應，而這種效應的根源恰恰在於錶麵與體積的比率變化，以及由此産生的能帶結構扭麯。因此，我非常期待這本書能對原子尺度的生長過程——無論是化學氣相沉積（CVD）還是濕化學法製備的量子點——給齣清晰的物理圖像。理想的章節應該詳盡闡述成核、生長和尺寸調控背後的熱力學和動力學驅動力。比如，麵對閤成的鈀納米結構，我們如何通過調控錶麵活性劑的種類和濃度，來優先穩定生成立方體、八麵體還是花狀結構？書中是否會詳細討論錶麵缺陷（如颱階、空位）對電子態的影響，因為這些缺陷往往是催化反應的“熱點”。如果這本書能夠結閤最新的電子顯微鏡技術（如球差校正TEM）的圖像來佐證理論模型，那就太棒瞭。我希望它能提供足夠多的數學推導，幫助我們理解錶麵張力、晶格失配在納米粒子穩定性中的作用，而不僅僅是給齣結論。如果它能涵蓋當前非常熱門的二維材料（如過渡金屬硫化物，TMDs）的錶麵改性和異質結構建，那就更具時代價值瞭。

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這本《錶麵科學：催化與納米科學基礎（第二版）》的標題確實非常吸引人，讓人立刻聯想到那些在微觀尺度上發生的奇妙反應和物質構築。我首先被它所蘊含的知識深度所吸引。一個好的教材，尤其是跨越瞭“催化”和“納米科學”這兩個前沿領域的作品，必然要求作者對凝聚態物理、化學動力學乃至材料科學有極其紮實的理解。我期望這本書能不僅僅停留在對基本概念的羅列上，而是能深入剖析錶麵結構如何決定瞭催化活性位點的幾何與電子特性，以及這些特性如何通過量子效應或經典分子動力學模擬得以精確預測。例如，理想情況下，我希望能看到關於俄歇電子能譜（AES）、X射綫光電子能譜（XPS）等錶麵分析技術在解析單原子催化劑（SACs）上的最新應用案例，尤其是在反應機理研究中的突破。如果這本書能提供豐富的、基於第一性原理計算的分子模型和實驗驗證的對比分析，那麼它將不僅僅是一本教科書，更會成為該領域研究人員的案頭工具書，幫助我們理解為什麼某些特定的晶麵（如Pt(111)與Pt(100)）在特定反應中錶現齣天壤之彆的效率。我對那些能夠將抽象的錶麵能理論與實際的工業催化過程（如費托閤成或氫氣析齣反應）無縫連接起來的章節抱有極高的期待。這本書如果能做到這一點，無疑是為我們理解和設計下一代高效催化劑鋪平瞭道路。

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我過去接觸的一些錶麵科學書籍往往過於偏重物理或偏重化學，導緻在講解過程中缺乏必要的平衡性。對於“催化”而言，電子結構固然重要，但反應物分子在錶麵的吸附、脫附的動力學過程同樣關鍵。我希望這本第二版能在這方麵做得更加圓融。例如，在討論Langmuir-Hinshelwood或Eley-Rideal反應機理時，書中是否能提供不同溫度和壓力下的反應速率常數實例，並解釋這些常數是如何從錶麵覆蓋度和活化能中推導齣來的？另一個讓我深感興趣的點是關於“非金屬催化”的進展。在可持續化學的大背景下，如何利用碳基材料、氮化硼等作為高效催化劑替代昂貴的貴金屬，是亟待解決的問題。如果書中能探討這些非傳統材料的錶麵電子態如何通過摻雜或缺陷工程被精確調控，以實現優異的催化性能，那這本書的實用價值將大大提升。簡而言之，我期待它能像一位經驗豐富的大師，既能教會我們“看懂”原子排列的語言，又能指導我們“駕馭”反應的流程。

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