Synthesis, Functionalization and Surface Treatment of Nanoparticles

Synthesis, Functionalization and Surface Treatment of Nanoparticles pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:American Scientific Publishers
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出品人:
页数:0
译者:
出版时间:2002-01-09
价格:USD 399.00
装帧:Hardcover
isbn号码:9781588830098
丛书系列:
图书标签:
  • 表面改性
  • 纺织品回用
  • 纳米颗粒
  • 合成
  • 功能化
  • 表面处理
  • 材料科学
  • 纳米技术
  • 化学
  • 物理
  • 应用
  • 纳米材料
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具体描述

Synthesis, functionalization and surface treatment of nanoparticles is an area of crucial importance in the emerging field of nanotechnology. Controlling the surface chemical composition and mastering its modification at the nanometer scale are critical issues for high-added value applications involving nanoparticles. The basic applications of surface functionalization range from altering the wetting or adhesion characteristics and improving the nanoparticles dispersion in matrices to enhancing the catalytic properties and ordering the interfacial region, and such. The creation of specific surface sites on nanoparticles for selective molecular attachment is considered a promising approach for their applications in nanofabrication, nanopatterning, selfassembly, nanosensors, bioprobes, drug delivery, pigments, photocatalysis, LEDs, etc. This book presents novel and improved synthesis methods and approaches for controlling and functionalizing the nanoparticle surfaces to enhance the overall performance of the nanoparticles for targeted applications. A valuable reference source for students, researchers, college and university professors, and specialists working in the fields of nanoparticle technology, surface science, chemistry, nanotechnology, solid-state physics, materials science, polymer science, colloid science, aerosol technology, environmental science, pharmacy, biotechnology, etc

SELECTED CONTENTS:

Nanoparticles from Mechanical Attrition, Claudio L. De Castro and Brian S. Mitchell, USA;

Electrochemical Synthesis of Metallic Nanopowders, Jean-Luc Delplancke, BELGIUM;

Sol-Gel Derived Oxide and Sulfide Nanoparticles,Sudipta Seal and S. Shukla,USA;

Synthesis and Assembly of Functionalized Gold Nanoparticles, Marvin G. Warner and James E. Hutchison, USA;

Organic Functionalization of Metal Oxide Nanoparticles, Guido Kickelbick and Ulrich Schubert, AUSTRIA;

Polymer Metal Nanocluster Composites, Horacio Rotstein and Rina Tannenbaum, USA;

Functionalized TiO2 Nanoparticles for Pigments, Photoelectro-Chemistry and Solid Sate Chemical Sensors P. Knauth, R. Bouchet, O. Schaf, A. Weibel, FRANCE, and G. Auer, GERMANY;

Surface Modification of TiO2: A Route for Efficient Semiconductor Assisted Photocatalysis, Tijana Rajh, Olga V. Makarova, Donald Cropek, and Marion C. Thurnauer, USA;

Silicon Nanoparticles: Next Generation of Ultrasensitive Fluorescent Nano-Organic Markers, Munir H. Nayfeh, Elena V. Rogozhina, and Lubos Mitas, USA;

Surface-Engineered Nanoparticles as Drug Carriers, Ruxandra Gref, FRANCE;

Characterization of Surface Structure and Interaction Between Particles, Hidehiro Kamiya and Makio Naito, JAPAN

Dielectric Properties of Nanoparticles, Shlomo Berger, ISRAEL;

纳米材料的奇妙世界:结构、性能与应用前沿 本书将带领读者深入探索纳米材料这一日新月异的科学领域。我们将从纳米材料的基本概念和分类入手,详细介绍不同类型纳米材料的独特结构特征,例如零维的量子点、一维的纳米线和纳米管、二维的纳米片以及三维的纳米颗粒。对于每一种结构,我们将深入剖析其尺寸效应、表面效应等微观特性如何赋予材料宏观上截然不同的物理、化学和生物性能。 在材料的制备方面,我们将详细阐述当前主流的纳米材料合成方法,包括自上而下的机械法、光刻法、化学蚀刻法等,以及自下而上的化学合成法,如溶胶-凝胶法、化学气相沉积(CVD)、原子层沉积(ALD)、微乳液法、水热/溶剂热法等。书中将着重介绍这些方法的原理、工艺流程、优缺点以及如何通过精确控制反应条件来调控纳米材料的形貌、尺寸、晶体结构和表面化学性质,从而实现对材料性能的精准设计。 除了基础的制备技术,本书还将聚焦于纳米材料的化学修饰与功能化。我们将详细介绍多种表面修饰策略,包括共价键合、非共价相互作用(如静电吸附、氢键、π-π堆叠)、配位化学以及高分子包覆等。这些方法能够有效改善纳米材料的分散性、稳定性和生物相容性,并赋予其特定的靶向性、催化活性、荧光特性或响应性。读者将了解如何通过精准调控修饰层的厚度、化学组成和功能基团,来赋予纳米材料特定的应用潜力。 本书的另一重要组成部分是纳米材料在不同领域的应用探索。我们将全面展示纳米材料在能源、环境、生物医学、电子信息以及催化等领域的突破性进展。 在能源领域,纳米材料在太阳能电池、锂离子电池、燃料电池和储氢技术中的应用将得到深入探讨。例如,纳米结构的电极材料能够显著提高比表面积和离子传输效率,从而提升电池的能量密度和循环寿命;纳米催化剂在燃料电池的氧还原反应和析氢反应中扮演着关键角色,能够显著降低活化能,提高催化效率。 在环境科学方面,纳米材料在水处理、空气净化和污染物降解方面的应用将是重点。多孔纳米材料和纳米吸附剂能够高效吸附重金属离子、有机染料和重金属离子;纳米催化剂,如二氧化钛纳米颗粒,在光催化降解有机污染物方面展现出优异的性能,能够有效净化水源和空气。 在生物医学领域,纳米材料以其独特的尺寸效应和巨大的比表面积,在药物递送、疾病诊断、生物成像和组织工程等方面展现出巨大的潜力。靶向性纳米颗粒能够精准地将药物输送到病灶区域,减少副作用;纳米探针在早期疾病诊断和生物成像中提供高灵敏度和高分辨率的检测手段;纳米生物材料作为支架,能够促进细胞生长和组织再生,为再生医学带来新的希望。 在电子信息领域,纳米材料在高性能传感器、新型显示器件、光电器件和存储器件等方面正在开创新的局面。纳米线和纳米管因其优异的导电性和半导体性能,被广泛应用于下一代晶体管和传感器;量子点作为发光材料,能够实现高色纯度的显示效果。 此外,我们还将深入研究纳米材料在催化领域的应用,包括均相催化、多相催化以及生物催化。通过调控纳米材料的尺寸、形貌和表面电子结构,可以设计出高活性、高选择性和高稳定性的催化剂,用于各种化学反应的优化和新反应的开发。 本书的编写风格力求严谨而易懂,既包含了扎实的理论基础,也介绍了最新的研究进展和技术挑战。书中将穿插大量的案例分析和实验数据,帮助读者更直观地理解纳米材料的制备、表征和应用。无论是对纳米材料领域充满好奇的学生,还是希望在该领域进行前沿研究的科研人员,亦或是对这项颠覆性技术感兴趣的工程师和产业界人士,本书都将是一份宝贵的参考资料。通过阅读本书,读者将对纳米材料的世界有一个全面而深刻的认识,并激发他们在这一充满活力的领域中探索创新的灵感。

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读后感

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用户评价

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这本书的结构安排也十分精妙,它不是那种简单地将知识点罗列堆砌的教科书。它更像是一部技术演进史,从基础的结构控制,逐步过渡到复杂的功能集成。我特别喜欢它对“表面处理”这一环节的深度挖掘。在很多材料学著作中,表面处理常常被一笔带过,视为合成的附属步骤。但在这本书里,它占据了举足轻重的地位。作者以一种近乎偏执的态度,详细阐述了等离子体处理、超声波辅助活化以及各种“点击化学”在纳米表面锚定生物分子时的兼容性和效率问题。特别是关于惰性气体保护下热处理对氧化物纳米粒子晶格缺陷的影响分析,那种对微观形貌与宏观性能之间关系的层层剥茧,展现了作者深厚的物理化学功底。读到这些地方,我不得不停下来,反复揣摩那些复杂的反应机理图,感觉自己的科研视野被极大地拓宽了,不再只关注核心的核壳结构,而是开始重视那层“皮肤”的质量。

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这本书的阅读体验非常“硬核”,但绝不晦涩难懂,这主要归功于作者在专业术语的解释上所付出的努力。对于涉及量子尺寸效应、表面等离激元共振等高深概念,作者总是能找到恰当的比喻或配以清晰的能带图来辅助说明,使得即便是跨学科的读者也能迅速抓住核心要点。我个人对其中关于催化剂载体化处理的部分尤为感兴趣。书中详尽地介绍了如何利用二氧化硅或聚合物基质对金属纳米粒子进行限域和稳定,以防止其在高温反应中发生烧结失活。作者没有局限于实验室规模的制备,而是花费了大量篇幅讨论了如何将这些精细的表面功能化步骤放大到工业级别的连续流反应器中,这对于希望将科研成果转化为实际生产力的工程师来说,简直是一份宝贵的路线图。这种从微观到宏观的视角转换,极大地提升了这本书的实用价值。

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从装帧和排版的角度来看,这本书的细节处理也体现了出版方的专业水准。图表的质量非常高,那些扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)的图像清晰度极佳,细节纹理一览无余,这对于判断纳米颗粒的尺寸分布和表面形貌至关重要。更令人称道的是,书后附带的参考文献列表极其详尽和与时俱进,这让我可以顺藤摸瓜,追踪到最新的研究热点和具体的实验协议。我发现自己经常在阅读某一章节后,立刻转身去查阅书后引用的那几篇核心论文,这种“立体式”的学习方式,效率远高于碎片化的网络搜索。总的来说,这本书的价值在于其系统性、深度和广度达到了一个极高的平衡点,它不仅仅是知识的传递,更像是一份沉甸甸的科研方法论指南,对于任何希望在纳米材料界面科学领域深耕的人士来说,都具有不可替代的收藏价值和指导意义。

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这本书的封面设计着实引人注目,那是一种沉稳的深蓝色调,配上银灰色的字体,散发出一种专业且严谨的气息。光是掂在手里,就能感受到它厚实的质感,那种纸张的触感和装订的精良,都暗示着内容绝非泛泛之辈。我原本对纳米材料的了解还停留在基础概念的层面,总觉得很多前沿技术像是遥不可及的空中楼阁。然而,翻开序言,作者的行文方式非常具有引导性,仿佛一位经验丰富的导师,先是为我们勾勒出了整个纳米科技领域的宏大图景,随后又不急不缓地将我们引入具体的材料合成与处理的细节之中。特别是他对不同合成方法——从经典的化学沉淀到现代的溶胶-凝胶技术——的比较分析,阐述得极为透彻,清晰地指出了每种方法的优缺点及其适用场景,这对我后续的学习规划起到了至关重要的作用。我尤其欣赏其中穿插的那些关于实际工业应用案例的讨论,它们不再是枯燥的理论推导,而是鲜活地展示了纳米粒子是如何解决现实世界中的难题的,这极大地激发了我深入钻研下去的兴趣和动力。

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初次接触这本书时,我最大的期待是能找到一些关于功能化策略的深度解析,毕竟单一的纳米粒子在实际应用中往往受限,如何“武装”它们以适应复杂环境是关键。这本书在这方面没有让我失望,它用近乎百科全书式的详尽程度,梳理了表面修饰的各种“黑魔法”。我印象最深的是关于表面活性剂选择和配体交换的章节,作者不仅仅停留在介绍化学键合的理论层面,而是深入探讨了溶剂极性、温度梯度甚至反应速率对最终产物形貌和稳定性的微妙影响。我记得有一段描述,对比了使用长链烷基胺和磷脂分子对量子点进行表面钝化的结果,那种细致到小数点后几位的表征数据对比,让人不得不佩服作者在实验设计和数据解读上的功力。读完这部分,我感觉自己仿佛完成了为纳米粒子“穿衣戴帽”的速成训练营,那些曾经困扰我的偶联效率低、分散性差的问题,似乎都有了理论指导下的解决方案。

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