催化剂的结构与分子设计 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:中国工人出版社

作者:赵建宏

出品人:

页数:228

译者:

出版时间:1998-06

价格:12.00

装帧:平装

isbn号码:9787500820383

丛书系列:

图书标签:

• xc
• 催化剂
• 分子设计
• 结构
• 化学
• 材料科学
• 纳米材料
• 表面化学
• 多孔材料
• 反应动力学
• 计算化学

好的，这是一本关于新材料的合成与性能调控的图书简介。 --- 图书名称：《新材料的合成与性能调控》 图书简介 面向前沿的材料科学探索与实践 一、本书概述：跨学科的材料科学前沿 《新材料的合成与性能调控》旨在为读者提供一个全面而深入的视角，聚焦于当代材料科学领域最活跃的前沿方向。本书并非仅仅停留在对现有材料特性的罗列，而是深入剖析了如何通过精妙的合成策略和精确的性能调控手段，创造出具备特定功能的新型材料。全书以“从原子/分子层面理解结构与功能的内在联系，并以此为指导设计与制备高性能材料”为核心思想，覆盖了从基础理论到先进合成技术，再到应用实例的完整知识体系。 本书的特色在于其高度的综合性和实践性。它融合了化学、物理学、材料学以及工程学的交叉知识，构建了一个理解和设计新材料的通用框架。我们强调“设计驱动”的理念，即认识到材料的宏观性能是其微观结构和化学组成的直接体现，从而引导读者掌握如何有目的地构建具有期望功能的材料体系。 二、核心内容深度解析 本书内容结构清晰，分为六大部分，层层递进，确保读者能系统地掌握新材料的设计与制备精髓。 第一部分：新材料基础理论与结构表征 本部分奠定了理解后续内容的理论基础。重点介绍了晶体学、无序结构（如玻璃、非晶态聚合物）的基本原理，以及电子结构理论（如能带理论、分子轨道理论）如何决定材料的光电磁学特性。特别强调了先进的结构表征技术，如高分辨透射电子显微镜（HRTEM）、X射线光电子能谱（XPS）、固态核磁共振（ssNMR）等在解析复杂材料微观结构中的关键作用。读者将学习如何将表征数据转化为对材料本征性能的深刻理解。 第二部分：先进合成技术：从零到一的构筑 这是本书的实践核心部分。我们详细探讨了一系列用于精确控制材料尺寸、形貌和化学组分的合成方法： 1. 溶液化学合成法（Solution-based Synthesis）： 重点介绍溶胶-凝胶法、水热/溶剂热合成法（Hydrothermal/Solvothermal Synthesis），以及如何通过精确控制反应温度、压力和溶剂环境来调控纳米颗粒的粒径分布和晶相纯度。 2. 气相沉积技术（Vapor Deposition）： 深入剖析化学气相沉积（CVD）和物理气相沉积（PVD）在制备高质量薄膜材料，特别是半导体和超导薄膜方面的应用，着重讨论了活性反应气体选择和沉积速率对薄膜应力与界面质量的影响。 3. 自组装与模板法（Self-Assembly and Templating）： 探讨分子间相互作用力（如氢键、π-π堆积）如何驱动有序结构的形成，并详细介绍硬模板（如多孔氧化铝、沸石）和软模板（如表面活性剂）在构建具有高比表面积和精确孔道结构材料中的策略。 第三部分：结构-性能调控的案例研究 本部分通过具体的应用领域，展示如何将合成策略与性能需求紧密结合。 1. 能源存储材料： 聚焦于锂离子电池和固态电池的电极材料设计。讨论了如何通过掺杂（Doping）策略改变导电性、如何通过形貌工程（如构建核壳结构）优化离子扩散动力学，以及如何通过界面修饰来提高电化学稳定窗口。 2. 光电子功能材料： 涵盖了有机发光二极管（OLED）中的主体材料与客体材料的分子设计、钙钛矿太阳能电池的缺陷钝化技术。重点在于如何通过调节分子的HOMO/LUMO能级和固态堆积方式来优化载流子的传输效率和发光量子产率。 3. 多孔功能材料（MOFs与COFs）： 详细解析了金属有机框架（MOFs）和共价有机框架（COFs）的构筑单元选择、连接体设计以及后合成修饰（Post-Synthetic Modification, PSM）。阐述了如何通过孔道环境的化学调控来实现高效的气体吸附与分离、以及异相催化功能。 第四部分：先进计算辅助的材料设计 本书强调理论计算在加速材料发现过程中的作用。引入了密度泛函理论（DFT）计算在预测新材料结构稳定性、能带结构、反应能垒和界面相互作用方面的应用。读者将学习如何利用计算模拟来指导实验合成路径的选择，例如预测特定掺杂位点的能量学优势，或模拟离子在电解质中的迁移行为。 第五部分：功能材料的界面与异质结构 现代高性能材料往往依赖于复杂的界面工程。本部分探讨了如何通过设计异质结（Heterojunctions）来优化电荷分离、光捕获或界面催化活性。内容包括二维材料的层间相互作用、量子点异质结的构建，以及如何利用电场或机械应力对材料性能进行实时、原位（In-situ）调控。 第六部分：材料的可靠性、寿命与可持续性 最后一部分关注材料的工程化应用挑战。讨论了材料在长期工作条件下的降解机理（如氧化、光照分解、结构弛豫），以及如何通过包封、稳定化或引入自修复机制来提高其服役寿命。同时，也探讨了绿色化学原则在材料合成中的应用，如水相合成、原子经济性反应以及可回收性设计。 三、本书的读者对象 本书适合于材料科学、化学、物理学、化学工程、电子工程等相关专业的本科高年级学生、研究生以及致力于新材料研发的科研人员和工程师。它不仅是理论学习的优秀教材，更是指导实际实验操作和项目开发的参考手册。阅读本书后，读者将能够独立分析复杂的功能材料体系，并有效地设计出满足特定性能指标的新型材料解决方案。

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这本书的名字听起来就让人心头一振，仿佛能触摸到那些微小而强大的化学反应背后的秘密。我最近对材料科学和精细化工领域产生了浓厚的兴趣，尤其是在探索如何通过精确控制物质的微观结构来提升宏观性能方面。市面上关于催化剂的书籍很多，但大多偏向于理论推导或者宏观应用案例的堆砌，缺少那种深入骨髓的、对“结构”与“分子设计”之间精妙联系的系统阐述。我期待这本书能够像一把手术刀，精准地剖析出活性位点的形成机制、载体效应的微妙影响，以及如何将计算化学的预测能力融入到实际的分子设计流程中去。比如，对于那些在极端条件下依然保持高选择性和稳定性的非均相催化剂，它的活性中心究竟是如何被“锁定”在特定的空间构象中的？书中如果能详尽地讨论手性催化剂的构效关系，特别是那些影响对映选择性的精细空间位阻和电子效应，那就太棒了。我希望它不仅仅是一本知识的罗列，更是一本思维的引导工具，教会我如何像一个真正的分子建筑师那样去构思和搭建下一代高效催化体系。那种从原子层面的理解过渡到工业化生产的桥梁，才是最吸引我的地方。

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我是一位资深的工业化学工程师，我的关注点更倾向于放大效应和工程可行性。对于我来说，一个理论上再精妙的催化剂设计，如果无法在公斤级甚至吨级生产中保持其性能优势，那就只能停留在学术象牙塔中。我希望这本书能够在“分子设计”的叙事中，始终锚定“可放大性”这一核心约束。书中是否探讨了如何设计出对原料纯度不那么敏感、对反应器流体力学变化适应性强的催化剂结构？例如，如何通过调控颗粒形貌和尺寸分布，来优化反应器内的传质和传热效率，同时不牺牲活性中心的暴露度？如果能有关于负载型催化剂的界面化学、孔道堵塞的预防性设计，以及催化剂再生策略与初始分子结构之间的耦合分析，那就太符合我的工作需求了。我需要的不是一个纯粹的学术探索报告，而是一本能够指导我们设计出既高效又“皮实耐用”的工业催化剂的实战手册。

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从一个更偏向于仪器分析和表征的角度来看，我对这本书中关于“结构确证”的部分抱有极大的期待。设计一个完美的分子只是第一步，如何证明你设计出来的东西就是你想要的结构，并且理解它在反应过程中到底发生了什么，才是决定设计成败的关键。我希望书中能系统地介绍如何运用先进的谱学技术——比如固态核磁共振（ssNMR）、同步辐射X射线吸收谱（XAS）以及高分辨透射电子显微镜（HRTEM）——来解析催化剂的真实结构，尤其是那些在反应条件下才会形成的活性物种。很多时候，我们以为的活性中心和实际存在的可能大相径庭。如果这本书能深入讲解如何解读这些复杂数据背后的“分子语言”，指导读者如何将表征结果反哺到分子设计模型中，形成一个良性的循环，那么它的实用价值将大大提升。这本书不应该只停留在“画图”的层面，更要教会读者如何“看见”并“验证”那些肉眼不可见的微观世界。

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近来我对可持续化学和绿色合成的关注度越来越高，这使得我对催化剂的选择性提出了近乎苛刻的要求。传统的催化过程往往伴随着大量的副产物和能源浪费，而真正的“分子设计”应当致力于实现原子经济性最大化。因此，我非常关注书中对于“选择性控制”的探讨深度。这不仅仅是针对反应产物的手性或位置选择性，更包括对杂质的耐受性和对环境因素（如水、氧气）的敏感性。一个成功的分子设计，理应能够预见并在分子层面规避这些潜在的干扰因素。我特别希望看到书中能够详细论述如何利用高通量筛选技术与第一性原理计算相结合，来快速迭代和优化分子结构。这种“试错成本最小化”的设计哲学，才是现代化学的精髓所在。如果书中能够提供一个清晰的流程图，展示如何从目标分子出发，逆向推导出所需的催化剂骨架和官能团排列，那对于我们这些致力于新药研发和特种化学品合成的科研人员来说，价值是无可估量的。

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说实话，我对这类专业书籍的阅读体验往往是比较挑剔的。很多教科书的叙事方式太过刻板，充斥着大量的公式和晦涩的术语，读起来像是在啃一块没有调味的硬面包。我更偏爱那种带着强烈探索精神和叙事感的作品，能够将复杂的科学概念用生动、直观的方式展现出来。我希望这本书在讲解“分子设计”这一核心概念时，不仅仅是罗列设计原则，而是能穿插一些历史上突破性的催化剂发现故事，比如某个诺贝尔奖级别的成果是如何从一个看似偶然的结构缺陷中被发现并最终系统化的。想象一下，如果书中能用大量的示意图和三维模型展示不同配体如何影响过渡态的几何形状，那将是多么直观的体验。另外，对于那些新兴的催化剂类型，比如单原子催化剂或金属有机框架（MOFs）中的限域效应，书籍是否能提供深入的案例分析，展示研究人员是如何通过巧妙的分子“编织”技术，将活性中心稳定在纳米尺度的孔道内，从而实现前所未有的催化活性和稳定性？这本书如果能做到既有深度又不失温度，像一位经验丰富的大师在耳边细语，讲解他的“独门秘籍”，那无疑是极好的阅读享受。

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