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出版者:化学工业出版社

作者:沈永嘉

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:2001-1

价格:36.00元

装帧:平装

isbn号码:9787502532758

丛书系列:

图书标签:

• 有机颜料
• 颜料
• 涂料
• 油墨
• 塑料
• 橡胶
• 纺织
• 着色剂
• 精细化工
• 色彩

现代材料科学前沿：功能性无机纳米晶体的设计、合成与调控 本书概述 本书深入探讨了近年来在材料科学领域取得突破性进展的功能性无机纳米晶体的设计、合成、表征及其在光电、催化和生物医学等前沿领域的应用。有别于传统无机材料的宏观研究视角，本书聚焦于量子尺寸效应带来的独特物理和化学性质，系统阐述了如何通过精确控制纳米晶体的尺寸、形貌、表面化学和内部晶格结构，实现对其功能特性的精细调控。全书内容兼顾理论深度与实验操作的实践指导性，旨在为高校师生、科研工作者以及相关产业工程师提供一本全面而深入的参考指南。 --- 第一部分：无机纳米晶体的基础理论与量子效应 第一章：纳米科学的基石与量子尺寸效应的起源 本章首先回顾了凝聚态物理学中关于晶体结构和能带理论的基本概念，为理解纳米尺度的物理现象奠定理论基础。随后，详细阐述了当材料尺寸缩小至德拜长度或激子玻尔半径以下时，材料所展现出的独特量子尺寸效应（Quantum Confinement Effect）。重点分析了能带的离散化、吸收光谱的蓝移现象及其与粒子半径的定量关系，例如在II-VI族半导体量子点中的表现。此外，还探讨了表面效应在纳米晶体中占据主导地位的原因，包括表面能、表面缺陷态的产生及其对光物理特性的影响。 第二章：核心-壳层结构的设计原理 为克服纯量子点（如CdSe）在空气中易氧化、荧光猝灭和稳定性差的缺点，本章系统介绍了核心-壳层（Core/Shell）纳米晶体的设计理念。核心部分负责主要的量子发光或催化活性，而壳层材料（如ZnS）则作为保护层和界面修饰层。详细解析了不同晶格常数和能带结构组合对界面能垒和载流子传输的影响。深入讨论了异质结的构建方式，包括一步法、两步法以及逐步包覆技术，并结合同步辐射技术对界面结构进行了无损表征。强调了壳层厚度与载流子捕获效率之间的最佳平衡点。 第三章：晶体生长动力学与形貌控制 纳米晶体的功能性与其形貌（球形、棒状、立方体、棱柱体等）密切相关。本章聚焦于热力学控制与动力学控制的晶体生长过程。详细解析了油相合成法（如热注射法）中前驱体的分解速率、配体对晶面选择性吸附的作用机制。通过调控反应温度、溶剂极性和配体浓度，阐述了如何实现对特定高指数晶面的暴露，从而引导晶体生长成具有明确各向异性的结构，如金纳米棒（Gold Nanorods）的形成机理。此外，还引入了“种子介导生长”策略，用于精确控制晶体的尺寸分布和单分散性。 --- 第二部分：先进表征技术与功能化界面工程 第四章：纳米晶体的结构与光学性能表征 精确的表征是理解和优化纳米晶体功能的前提。本章汇集了用于无机纳米晶体研究的关键表征技术。结构分析部分涵盖了高分辨透射电子显微镜（HRTEM）、同步辐射X射线衍射（XRD）在确定晶相和晶格应变上的应用。光学性能表征部分则重点讨论了瞬态吸收光谱（TA S）、时间分辨光致发光（TRPL）在研究载流子寿命和能量转移过程中的作用。还详细介绍了拉曼光谱在表面声子模式分析及表面配体识别中的应用。 第五章：表面配体化学与稳定化策略 纳米晶体的表面化学是决定其在不同介质中分散性、生物相容性和功能化潜力的关键。本章系统梳理了各类有机配体（如脂肪酸、膦配体、聚合物链）与纳米晶体表面的配位模式。讨论了如何利用表面工程实现纳米晶体从非极性有机溶剂向水相的转移，这对于生物应用至关重要。深入分析了配体层对表面缺陷态的钝化效果，以及不同配体对纳米晶体集体振动模式（如表面等离激元共振）的影响。引入了通过分子自组装构建多层壳层（如聚电解质层）来增强稳定性和引入正/负电荷的研究案例。 第六章：多级结构构建与异质结复合 为了实现多功能集成，本章探讨了将无机纳米晶体与其他功能材料（如碳材料、金属氧化物、聚合物）复合的策略。重点关注了构建异质结结构，以优化电荷分离效率。详细介绍了通过界面化学键合或静电组装构建的“核壳-纳米片”或“核壳-纳米线”复合体。在光催化领域，阐述了如何利用异质结界面促进光生电子-空穴对的分离和定向传输，从而提升催化活性。 --- 第三部分：前沿应用与性能优化 第七章：高效率固态发光材料：QLED与照明技术 无机纳米晶体是新一代量子点发光二极管（QLED）的核心。本章专注于高色纯度、高量子效率的纳米晶体在显示技术中的应用。详细分析了导致量子点发光效率损失的主要机理（如非辐射复合、聚集诱导猝灭）。介绍了通过优化配体环境和采用高折射率封装技术来抑制浓缩态下的淬灭现象。同时，探讨了基于InP/ZnSeS等环保型材料的研发进展及其在拓宽色域和提高器件寿命方面的挑战与突破。 第八章：光催化与能源转换：水分解与二氧化碳还原 在可持续能源领域，本章深入研究了基于半导体纳米晶体的光催化剂的设计。重点讨论了如何通过能带工程（如Doping或形成异质结）来匹配太阳光谱，并优化氧化还原电势，以驱动复杂的水分解制氢反应（HER/OER）或二氧化碳（CO2）还原反应。分析了光生载流子在纳米晶体表面的迁移动力学如何限制了催化效率，并介绍了引入助催化剂（Co-catalyst）锚定策略的有效性。 第九章：生物医学成像与精准诊断 无机纳米晶体（特别是量子点）因其高亮度和窄带发射特性，在生物成像中展现出巨大潜力。本章侧重于解决生物应用中的关键难题：生物相容性、水溶性与体内稳定性。详细介绍了如何通过PEG化、表面接枝生物分子（如抗体、肽）实现对特定细胞或靶标的高选择性标记。讨论了光热疗法（PTT）中，基于贵金属或特定氧化物纳米晶体的近红外吸收增强机制，及其在深度组织成像和协同治疗中的应用前景。 第十章：未来展望与挑战 本章对无机纳米晶体领域未来的研究方向进行了总结和展望。探讨了在更高性能的柔性光电器件、自修复功能材料以及多模态生物探针方面的潜在突破。同时也指出了当前亟待解决的科学和工程难题，包括大规模、低成本、高单分散性制备技术的突破，以及对复杂多级异质结内部动力学过程的实时、原位监测能力的提升。本书期望激发读者在这些交叉前沿领域进行更深入的探索。

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这本书的排版和图示设计是让我感到惊喜的地方。在如此技术密集的专业书籍中，往往图文并茂已经很难得，但这本书在色彩表现力上做到了极致。它收录了大量高分辨率的色谱图和电子显微镜照片，直观地展示了不同颜料微观形貌对最终色彩效果的决定性影响。我特别关注了其中关于环保型颜料替代方案的那一章节，作者非常客观地对比了偶氮类、酞菁类等主流有机颜料在毒理学和生物降解性上的表现差异。这种不偏不倚、基于实证数据的分析，使得读者可以根据自己的项目需求，权衡性能与环保之间的平衡点。我发现，很多我以前在实际操作中遇到的批次差异问题，都能在这本书的质量控制章节中找到解释——原来是原料纯度或合成温度的微小波动导致的。对于需要严格色彩管理的工作室来说，这本书的参考意义不言而喻。

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老实说，我最初买这本书是冲着“应用”去的，希望能找到一些快速上手的配方或者行业内幕，结果发现它远比我想象的要“硬核”得多。内容的深度简直令人咋舌，它毫不避讳地深入探讨了颜料分子的晶体结构、取代基对色光的影响，甚至涉及到量子化学层面的解释。对于希望进入颜料研发领域的人来说，这本书简直是必备的入门教材，但对于只想快速了解应用场景的普通读者来说，前几章可能会显得有些晦涩难懂，需要花费更多精力去消化那些复杂的图表和数据。不过，一旦你撑过了那些理论基础，后面关于分散技术、表面处理工艺的讨论就显得格外有价值了。那种对工艺细节的把控，比如如何通过控制研磨粒径来优化透明度和着色力，体现了作者深厚的行业经验。可以说，这本书的价值在于它构建了一个从分子到宏观性能的完整认知体系，绝非市面上那些浮于表面的“色彩速成指南”。

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从一个独立设计师的角度来看，这本书的价值更多体现在“拓宽视野”上。我们通常接触的颜料信息往往是受限于供应商提供的色卡，而这本书则像一把钥匙，打开了通往颜料“制造端”的大门。它详尽描述了不同合成路线的经济成本和技术壁垒，这对于我们进行成本核算和供应链选择至关重要。特别是关于高性能颜料在柔性电子设备和新型显示技术中的前沿探索部分，虽然有些内容尚处于研究阶段，但其前瞻性令人振奋。书中对颜料在不同介质中的分散体系进行了深入的探讨，例如在超临界流体中如何实现均匀分散，这对于开发下一代高精度喷墨打印技术提供了关键思路。总而言之，它教导我们去思考颜料的“潜力”，而非仅仅是当前的“功能”。

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这本书的阅读体验非常扎实，就像是在跟随一位经验丰富的化学家进行一对一的指导。它不是一本“快速入门”手册，更像是一部需要反复研读的参考辞典。我特别喜欢它在解释特定颜料的“代号”和“商业名称”时的严谨性，清晰地将化学名称、结构式和市场商品名对应起来，极大地减少了行业内的混淆。不过，对于初学者来说，这本书的知识密度相当高，建议配合其他基础的色彩理论书籍一同阅读，以确保对光谱反射、吸收等基本概念有扎实的理解。但如果你已经具备一定的化学或材料学基础，这本书将成为你解决复杂色彩问题时的终极武器。它提供的不仅是信息，更是解决问题的思路和框架，是化学与艺术交汇领域不可或缺的经典之作。

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这本书绝对是色彩爱好者和专业人士的宝藏！我原本以为“有机颜料”这个主题会很枯燥，但作者的叙述方式简直是化腐朽为神奇。书中对不同化学结构颜料的物理和化学特性分析得极为透彻，让我这个非科班出身的人也能大致理解为什么某些颜料在面对光照或酸碱环境时会表现出惊人的稳定性，而另一些则迅速褪色。我特别欣赏它对历史演变的处理，从早期天然提取物的局限性，到合成有机颜料工业化带来的飞跃，这种时间线的梳理让整个技术发展脉络清晰可见。而且，它没有停留在理论层面，大量的应用案例分析，比如在高端印刷油墨、汽车涂料以及艺术品修复中的具体实践，提供了极高的参考价值。读完后，我对如何选择和搭配颜料有了更深层次的理解，不再是盲目地凭感觉，而是基于科学的考量。这不仅仅是一本工具书，更像是一部颜料发展史的编年史，每一页都充满了知识的重量。

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