高分子化学学习指导 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:科学

作者:何旭敏

出品人:

页数:363

译者:

出版时间:2007-10

价格:38.00元

装帧:

isbn号码:9787030199898

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• 高分子化学
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• 化学
• 高分子材料
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• 基础

现代催化剂设计与合成：理论、应用与展望 内容提要： 本书深入探讨了现代催化剂设计与合成的最新进展和核心原理，旨在为化学、材料科学及工程领域的科研人员、研究生和高级工程师提供一本全面、深入且具有实践指导意义的参考书。全书结构严谨，内容涵盖了从基础理论到前沿应用的广泛领域，重点聚焦于理性设计策略、先进表征技术以及在能源、环境和精细化学品合成中的突破性应用。 第一部分：催化理论基础与理性设计原则 第一章：催化科学的演进与现代研究范式 本章首先回顾了传统催化理论（如朗缪尔-欣歇尔伍德模型、Eley-Rideal机制）的发展历程，并着重阐述了当前催化研究范式——从“试错法”向“基于第一性原理的理性设计”的转变。讨论了量子化学计算（DFT方法）在预测反应势垒、理解活性位点结构及其电子性质中的关键作用。深入分析了催化性能（活性、选择性、稳定性）的微观决定因素，包括表面缺陷、晶面效应、尺寸效应和电子结构调控。 第二章：活性位点的精准识别与调控 活性位点是催化反应的“心脏”。本章详细介绍了识别和表征不同类型活性位点的方法，包括在反应条件下（in situ/operando）的谱学技术，如X射线吸收精细结构谱（XAFS）、拉曼光谱和高分辨透射电子显微镜（HRTEM）。重点讨论了如何通过调控催化剂的几何结构（如纳米颗粒尺寸与形貌控制、单原子位点构建）和电子结构（如氧化态调控、配体效应、载体-活性组分相互作用，SMSI效应）来实现催化性能的优化。 第三部分：先进催化剂的构建策略 第三章：多级孔道结构与载体工程 高效催化剂需要优异的物质传输性能。本章聚焦于多级孔道结构的设计与构建，包括微孔、介孔和大孔的协同效应。详细介绍了模板法、自组装法、刻蚀技术在构建具有定向通道和高比表面积载体（如有序介孔二氧化硅、MOF衍生的碳骨架）中的应用。探讨了如何利用载体材料的酸碱性、极性以及导电性来辅助或调控催化反应过程。 第四章：单原子催化剂（SACs）的合成与机理 单原子催化剂代表了原子经济性的极致。本章系统阐述了SACs的合成技术，包括原子层沉积（ALD）、金属盐浸渍-还原法、热解法以及分子前驱体固定法。深入分析了SACs的稳定性问题（如团聚、浸出），并介绍了通过优化配位环境（如N-掺杂碳、硫化物、磷化物）来增强其热稳定性和抗中毒能力的研究案例。同时，对比了SACs与纳米团簇催化剂在反应机理上的异同。 第五章：仿生与仿生催化：模仿自然界的机制 本章探讨了从生物酶催化中汲取灵感，设计新型人工催化系统的原理。分析了酶催化中关键的特征，如精密的空间限制、基团的协同作用和动态构象变化。重点介绍了人工酶、模拟酶中心（如铁氧还氧酶、固氮酶活性中心模拟物）的设计，尤其是在小分子活化（如C-H键活化、水分解）中展现出的高选择性和高效率。 第四部分：前沿催化应用领域 第六章：新能源催化：电催化与光催化 本章聚焦于能源转化的关键挑战。在电催化方面，详细论述了析氧反应（OER）、析氢反应（HER）、二氧化碳还原反应（CO2RR）的催化剂设计。重点分析了非贵金属基（如镍、铁、钴基材料）高性能电催化剂的研发，以及界面工程对反应动力学的影响。在光催化领域，探讨了半导体光催化剂的载流子分离效率瓶颈，以及通过表面敏化、构建异质结、缺陷工程等手段提升光催化水分解和有机污染物降解效率的策略。 第七章：绿色化学与精细有机合成催化 本章关注环境友好的合成方法。详细介绍了在温和条件下实现高价值化学品合成的催化体系，包括： C-C键构建： 钯催化的交叉偶联反应（Suzuki, Heck, Sonogashira等）的最新进展，及其在抗中毒、低负载量下的应用。 不对称催化： 手性催化剂的设计，包括有机小分子催化（Organocatalysis）和手性金属配合物催化，在合成药物中间体中的应用。 选择性氧化还原： 如何利用分子筛或金属有机框架（MOFs）作为载体，实现对特定官能团的选择性氧化或还原，替代传统的高污染试剂。 第八章：催化剂的稳定化与反应工程 第八章：催化剂的失活机制与再生技术 催化剂的寿命直接决定了工业过程的经济性。本章系统分类了常见的失活机理，包括积碳、烧结、活性组分中毒、载体结构塌陷等。针对不同失活模式，详细介绍了先进的再生技术，如选择性氧化脱焦技术、气氛控制下的还原重构、超临界流体清洗以及电化学辅助再生方法。 第九章：多相催化反应器的优化与过程强化 从实验室研究走向工业应用，反应工程至关重要。本章探讨了如何将优异的催化剂性能转化为高效的宏观反应器性能。内容包括微反应器技术在控制高放热反应中的优势、浆态床和固定床反应器的流体力学模拟、反应与分离耦合过程（如反应蒸馏）的设计，以及催化剂床层的热点预测与控制。 结论与展望 总结了当前催化科学面临的关键挑战（如精准模拟复杂界面、实现低成本非贵金属催化的大规模应用）和未来的发展方向，包括人工智能（AI）在催化剂筛选和机理研究中的新兴作用，以及开发能在极端环境（高压、高腐蚀性）下稳定工作的下一代催化材料的潜力。 本书特点： 1. 理论深度与实践结合： 内容建立在坚实的量子化学和表面物理基础之上，同时提供了大量的实际合成案例和操作参数参考。 2. 前沿性强： 重点收录了近十年内单原子催化、仿生催化、异质结设计等热点研究方向的最新成果。 3. 图表丰富： 包含大量清晰的反应机理图、活性位点结构示意图和操作流程图，便于读者理解复杂概念。 4. 面向交叉学科： 兼顾化学合成、材料科学和化学工程的需求，是多学科研究人员的理想工具书。

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与其他我读过的化学参考书相比，这本书的“参考价值”和“拓展性”做得尤为突出。它并非仅仅满足于“告诉你是什么”，更倾向于“让你思考为什么和如何改进”。在每一章的末尾，作者都设置了一些“思考题”或者“延伸讨论”，这些问题往往不是简单的知识点回忆，而是需要读者综合运用前几章的知识进行推演和论证。我尤其喜欢它在材料老化和降解那一块的论述，它没有简单地罗列降解产物，而是深入探讨了自由基链式反应的引发、增长和终止机制，以及如何通过添加稳定剂来有效中断这些循环。这种对过程的深入剖析，使得读者在面对新的、未知的聚合物体系时，能够基于已有的化学原理进行合理的预测和设计，体现了它作为一本高级学习指导书的真正价值所在，超越了单纯的知识罗列。

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读完这本书，我最大的感受是它在“应用”层面的连接做得非常到位。很多教科书讲完原理就戛然而止了，但这本书似乎更关注如何将这些高分子结构和性能的知识转化到实际的工程问题中去。比如，在介绍高分子合成方法时，它不仅详细描述了不同聚合反应的动力学，还紧接着分析了不同催化剂体系对最终产品分子量分布和微观结构的影响，这直接关系到材料的最终力学性能。我特别欣赏它在“缺陷与控制”这部分的处理方式，作者直言不讳地指出了工业生产中常见的聚合失控、产物纯度不高等问题，并提供了基于热力学和动力学分析的应对策略。这种从“理论——现象——解决”的闭环思维模式，让这本书的实用价值大大提升。对于正在从事材料开发或者需要理解产品性能背后的化学原理的人来说，这本书简直就是一本实用的“故障排除手册”，而不是空洞的说教。

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这本书的章节编排上，我发现它在难度梯度控制上做得非常出色，像是一个循序渐进的攀登过程。开篇部分像是在搭建地基，从单体结构、聚合反应基础开始，内容相对宏观和易懂。随着章节推进，它开始引入更多的数学模型和计算方法，比如高分子链统计力学、输运现象理论在聚合物中的应用等。这部分内容开始变得抽象，需要读者具备一定的微积分和线性代数基础才能完全消化。最让我感到惊喜的是，在介绍完理论分析工具后，作者立刻提供了大量的案例研究——这些案例并非凭空捏造，而是基于近年来发表在顶级期刊上的研究成果进行提炼和简化。这使得读者在学习了复杂的理论工具后，能立刻看到这些工具是如何被实际用来解决前沿科学问题的，极大地增强了学习的内在驱动力。

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这本书的语言风格倒是有些“老派”，用词精准、句式复杂，需要反复咀嚼才能完全领会其深层含义。这对于初学者来说可能是一个不小的挑战，很多地方的论述都非常精炼，几乎没有冗余的词汇。例如，在讨论高分子结晶行为时，对于拉晶动力学和热力学平衡的描述，作者用了好几段长句来精确界定各种温度区间的行为特征，这要求读者必须具备扎实的化学基础才能跟上思路。但另一方面，正是这种严谨的文风，保证了信息的准确性和权威性。它不迎合读者的阅读习惯，而是要求读者提升自己的理解能力来匹配内容的深度。我个人更倾向于这种“硬核”的表达方式，因为它杜绝了任何可能导致误解的模糊空间，使得每一个化学式、每一个平衡常数的引入都有其不可动摇的逻辑基础。

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这本书的装帧设计倒是挺用心的，封面那种磨砂质感摸起来很舒服，字体排版也显得很专业，一看就知道是下了功夫的。我本来对这种理论性很强的教材是有点抗拒的，总觉得会枯燥乏味，但翻开目录后，发现它对知识点的划分非常清晰，逻辑性很强。特别是那些复杂的反应机理，作者似乎很擅长用图示和流程图来辅助讲解，这一点对于我这种视觉学习者来说简直是救星。我记得有一章专门讲高分子溶液性质的，原本我一直搞不明白为什么不同分子量的高分子在同一溶剂中的行为会有那么大的差异，这本书里通过好几个经典的实验数据和模型推导，把那个“为什么”讲得透彻明白，让人读起来很有顿悟感。而且，它不仅仅停留在基础概念上，还穿插了一些前沿的研究动态，虽然可能不深，但足以激发读者去探索更广阔的研究领域。总的来说，这本书的“外在”和“内在”结构都透露出一种严谨和求真的态度，让人觉得手里拿的不是一本简单的参考书，而是一份精心准备的学术地图。

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基本概念非常细，但是不知道是编写还是印刷错误，实在是多了些，反应速率方程的公式错误。印象比较深的错误还有，凝胶点预测，把Flory和Carothers两种方法偏大偏小给写反了，囧……

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印刷错误多如黄河之沙。。。。。。好歹做完了。。。

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