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出版者:CRC Press

作者:Fierro, J. L. G./ Heinemann, Heinz (EDT)

出品人:

頁數:808

译者:

出版時間:2005-8-24

價格:GBP 161.00

裝幀:Hardcover

isbn號碼:9780824723712

叢書系列:

圖書標籤:

材料學
化學
金屬氧化物
氧化物材料
材料科學
化學
固體物理
納米材料
催化
傳感器
電子材料
能源材料

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具體描述

The chemistry of metals has traditionally been more understood than that of its oxides. As catalytic applications continue to grow in a variety of disciplines, "Metal Oxides: Chemistry and Applications" offers a timely account of transition-metal oxides (TMO), one of the most important classes of metal oxides, in the context of catalysis. The first part of the book examines the crystal and electronic structure, stoichiometry and composition, redox properties, acid-base character, and cation valence states, as well as new approaches to the preparation of ordered TMO with extended structure of texturally defined systems.The second part compiles some practical aspects of TMO applications in materials science, chemical sensing, analytical chemistry, solid-state chemistry, microelectronics, nanotechnology, environmental decontamination, and fuel cells. The book examines many types of reactions - such as dehydration, reduction, selective oxidations, olefin metathesis, VOC removal, photo- and electrocatalysis, and water splitting - to elucidate how chemical composition and optical, magnetic, and structural properties of oxides affect their surface reactivity in catalysis. Drawing insight from leading international experts, "Metal Oxides: Chemistry and Applications" is a comprehensive and interdisciplinary reference for researchers that may also be used by newcomers as a guide to the field.

物質的形貌與光輝：探索無機非金屬材料的界麵現象書名：物質的形貌與光輝：探索無機非金屬材料的界麵現象作者： [此處留空，或填寫虛構的專傢姓名] 齣版社： [此處留空，或填寫虛構的學術齣版社名稱] --- 內容簡介本書《物質的形貌與光輝：探索無機非金屬材料的界麵現象》是一部專注於無機非金屬材料在微觀尺度下形貌特徵、錶麵電子態以及由這些特性引發的宏觀功能錶現的深度專著。它並非聚焦於單一的化學物料類彆，而是橫跨瞭半導體、絕緣體、功能陶瓷以及先進復閤材料等多個領域，旨在揭示結構與性能之間錯綜復雜的關係，特彆強調界麵和錶麵在決定材料最終行為中的核心作用。全書結構嚴謹，內容深入淺齣，力求為材料科學、凝聚態物理、化學工程及相關應用領域的科研人員、研究生和高級工程師提供一套係統、前沿的理論框架和實驗指導。 --- 第一部分：形貌的構建與錶徵：從原子尺度到宏觀結構本部分奠定瞭理解無機非金屬材料功能性的基礎——即其物理形態。我們深刻剖析瞭不同閤成路徑（如溶膠-凝膠法、化學氣相沉積、自組裝技術）如何精細調控納米顆粒、薄膜和多孔骨架的形貌（Morphology）。第一章：納米尺寸效應與形貌的拓撲學本章深入探討瞭尺寸效應如何重塑材料的電子結構和反應活性。重點討論瞭晶體缺陷、晶界、孿晶界等形貌學上的不連續性如何充當功能激發點。對高麯率錶麵（如量子點、納米綫）的錶麵能計算和形態穩定性進行瞭詳盡的數學建模。第二章：先進錶徵技術：視覺化與元素定位詳細介紹瞭用於解析無機材料形貌的尖端工具。內容涵蓋瞭高分辨透射電子顯微鏡（HRTEM）的圖像處理技術，特彆是如何區分錶麵氧化層與本體晶格；原子力顯微鏡（AFM）在非導電材料錶麵形貌成像和力學性能耦閤分析中的應用。此外，還包括瞭同步輻射X射綫散射（SAXS/WAXS）在解析介孔結構和長程有序性方麵的關鍵作用。第三章：結構缺陷與晶格畸變晶格中的空位、間隙原子、位錯和層錯是材料性能波動的根源。本章通過第一性原理計算（DFT）的視角，模擬瞭不同缺陷在特定晶格環境下的能量位壘和電子態擾動，解釋瞭為何特定的閤成溫度和氣氛會誘導不可逆的形貌變化。 --- 第二部分：界麵電子態與能帶工程：功能湧現的物理學無機材料的宏觀功能（如導電性、光吸收、催化活性）往往由其固有的能帶結構和界麵處的電子行為所決定。本部分將目光聚焦於材料內部及不同材料間的接觸麵。第四章：錶麵電子態與費米能級釘紮詳述瞭材料錶麵原子重構對能帶邊緣的影響。重點分析瞭氧空位、錶麵羥基化等對費米能級（Fermi Level）位置的精確調控機製。通過紫外光電子能譜（UPS）和X射綫光電子能譜（XPS）的數據解析方法，量化錶麵化學勢的漂移。第五章：異質結的構建與電荷轉移動力學這是全書的核心章節之一。詳細探討瞭A-B型異質結的形成機理，例如p-n結、肖特基結的能帶對齊。內容深入到界麵處的內建電場如何驅動載流子的分離與傳輸，並使用瞬態吸收光譜（TAES）技術追蹤異質結界麵上的超快電荷分離過程，這對於光電轉換器件至關乎重要。第六章：摻雜工程與電子結構重構分析瞭通過在非金屬基體中引入雜質原子（如N, C, B）如何有效調控材料的電子結構。討論瞭施主/受主摻雜對導帶和價帶的抬升/降低效應，以及如何利用高熵效應或局域應力場來穩定特定的高能晶相，從而實現優異的電學性能。 --- 第三部分：光與物質的交互作用：激活與響應本部分將理論和形貌知識應用於材料對光的響應，涉及發光、光催化和光電導等前沿應用。第七章：光生載流子的調控與弛豫路徑聚焦於光吸收後，材料內部激發的激子（Excitons）或電子-空穴對的命運。討論瞭錶麵缺陷、晶界和異質結界麵作為“陷阱態”如何捕獲或促進載流子的復閤。詳細分析瞭通過錶麵鈍化策略減少非輻射復閤，提升量子效率的物理機製。第八章：多相催化與活性位點的界麵效應闡述瞭在多相催化體係中，催化劑的界麵纔是真正發生反應的場所。本書通過對特定晶麵（如(100)麵與(111)麵）催化活性的對比，解釋瞭形貌如何決定瞭活性位點的密度和幾何構型。探討瞭電化學催化中電極/電解質界麵的雙電層結構對反應活化能的影響。第九章：功能集成：多尺度耦閤的智能材料探討如何將前述的形貌控製和界麵工程集成到復雜的智能係統中。例如，壓電材料中的疇壁運動、熱電材料中的聲子散射抑製、以及基於等離激元共振的傳感器的設計原理。本章強調瞭跨尺度的設計思想，即微觀的缺陷控製如何最終實現宏觀的熱、電、光協同響應。 --- 總結與展望全書以一種跨學科的視角，將結構分析、電子結構理論與實際應用性能緊密聯係起來。它旨在提供一種係統性的思維模式，指導讀者超越對單一材料組分的簡單歸納，轉而深入探究“物質是如何被構造，又是如何被激活”這一核心科學問題。通過對無機非金屬材料界麵現象的深入剖析，本書為下一代高性能電子、能源和環境材料的設計指明瞭方嚮。