Molecular Catalysts for Energy Conversion (Springer Series in Materials Science) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

出版者:Springer

作者:Kaneko, Masao 编

出品人:

页数:431

译者:

出版时间:2008-11-21

价格:USD 209.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9783540707301

丛书系列:

图书标签:

• Molecular Catalysis
• Energy Conversion
• Materials Science
• Catalysis
• Renewable Energy
• Electrochemistry
• Photochemistry
• Homogeneous Catalysis
• Sustainable Chemistry
• Springer Series

《现代材料科学前沿：纳米结构与功能化表面》 作者： [此处可填写真实作者姓名或机构] 出版社： [此处可填写真实出版社名称，例如：Wiley, Elsevier 等] 丛书系列： [此处可填写真实丛书系列名称，例如：Advanced Materials Research Series] --- 图书简介 本书深入探讨了当代材料科学领域中，特别是围绕纳米结构材料的精确设计、可控合成及其在能源、环境和生物医学领域的功能化应用这一核心议题的前沿进展。我们聚焦于如何通过精细调控材料的形貌、尺寸、晶体缺陷和表面化学性质，以实现对宏观性能的精确“定制”。全书结构严谨，内容涵盖了从基础理论到尖端实验技术的广泛跨度，旨在为该领域的研究人员、高级学生以及工业界的工程师提供一本兼具深度与广度的参考指南。 第一部分：纳米结构材料的精密合成与表征 本部分奠定了理解功能化材料的基础，详细阐述了当前最先进的纳米材料合成策略，并着重介绍了用于解析这些复杂结构的表征技术。 第一章：从原子到宏观——纳米尺寸效应与量子限域 本章首先回顾了经典材料科学原理，随后聚焦于当材料尺寸进入纳米尺度后所展现出的独特的物理、化学和电子特性。重点讨论了量子限域效应（Quantum Confinement Effect）如何改变半导体、金属和绝缘体的能带结构。内容包括：量子点（Quantum Dots）的光谱特性调控、基于尺寸依赖性的催化活性变化，以及如何利用表面能梯度来驱动自组装过程。我们详细分析了尺寸、形状（如纳米线、纳米片、纳米球）与电子密度分布之间的定量关系。 第二章：可控合成策略：自下而上与自上而下 本章系统地对比和分析了当前主流的纳米材料制备方法。在自下而上（Bottom-Up）策略中，我们详述了化学气相沉积（CVD）在制备二维材料（如石墨烯、过渡金属硫化物）中的最新突破，尤其关注气相前驱体的选择和温度梯度对晶体取向的控制。此外，溶剂热/水热合成法、微乳液法以及受限空间聚合反应被深入剖析，重点在于如何精确控制成核与生长速率以获得窄尺寸分布的纳米颗粒。 在自上而下（Top-Down）方法中，本书着重介绍了聚焦离子束（FIB）刻蚀技术在微纳器件原型制造中的应用，以及激光烧蚀法在制备高纯度金属纳米粉末中的优势与局限。此外，新兴的模板辅助合成法，如利用生物分子或介孔硅胶作为模板，以实现复杂三维结构的构建，也得到了详尽的论述。 第三章：先进表征技术：揭示亚纳米尺度结构 精确的结构信息是功能优化的前提。本章聚焦于高分辨透射电子显微镜（HR-TEM/STEM）在解析晶格缺陷、晶界结构和表面原子排列中的关键作用。我们详细阐述了球差校正电子显微镜（Cs Corrector）如何实现对单原子位点和表面重构的成像。 此外，本章还深入探讨了固体核磁共振（Solid-State NMR）在确定无序体系中局部结构环境（如非晶态界面或表面配体残留）的独特能力。同步辐射光源下的X射线吸收谱（XAS，包括XANES和EXAFS）被用作确定材料的氧化态和近邻几何构型，这是理解材料电子结构与催化活性的关键桥梁。 第二部分：功能化表面与界面工程 功能化是赋予纳米材料特定应用能力的核心步骤。本部分将重点放在如何通过界面修饰和表面化学反应来调控材料的性能。 第四章：表面化学与配体工程 本章深入探讨了纳米颗粒表面的化学环境如何决定其在不同介质中的分散性、稳定性和反应性。我们详细分析了各类表面配体（如长链烷基胺、硫醇、聚合物嵌段共聚物）与不同晶面（如高指数面）的相互作用机制。重点讨论了配体交换（Ligand Exchange）在从非极性溶剂向水相转移或在电化学应用中去除绝缘层配体的重要性。此外，本章还涵盖了“自修饰单层”（SAMs）技术在构建高度有序功能界面中的应用。 第五章：异质结的构建与协同效应 在材料科学中，不同组分或不同晶型的界面往往是实现性能飞跃的关键区域。本章全面考察了各种异质结的构建方法，包括卷绕式生长（Epitaxial Growth）、物理接触（如范德华异质结）和界面扩散。 我们着重分析了电荷转移界面（Charge Transfer Interface）的形成机理，例如在p-n结或肖特基结中载流子的分离与传输。通过理论计算（密度泛函理论，DFT）和原位光谱技术（如原位XPS），我们揭示了界面电子结构如何显著影响材料的储能性能和光催化效率。 第三部分：功能化纳米材料的先进应用 本部分将理论与合成的成果转化为实际的应用实例，重点展示了这些精密调控的材料在关键技术领域的突破。 第六章：在环境催化中的应用：选择性氧化与污染物降解 本章聚焦于功能化纳米催化剂在环境治理中的前沿应用。我们详细讨论了如何通过调控金属纳米颗粒的电子结构（例如，利用氧化物载体提供的电子效应）来实现对复杂有机物的高选择性催化转化。内容包括：单原子催化剂（SACs）在氧还原反应（ORR）中的高效性、光热催化在水分解与污染物深度氧化中的潜力。特别强调了高熵合金纳米结构在提高催化剂稳定性和抗中毒性方面的优势。 第七章：能量存储与转换的高级界面 本章关注功能化纳米材料在下一代能源设备中的角色。在电池技术中，我们探讨了用于锂离子电池和固态电池的电极材料界面工程，例如如何通过表面包覆或构建导电网络来抑制界面副反应、提高倍率性能。 在超级电容器领域，本章分析了赝电容材料（如过渡金属氧化物和导电聚合物）的纳米结构如何影响离子在孔道中的扩散动力学。此外，本书还涵盖了无贵金属催化剂在燃料电池中的性能提升策略，以及如何利用多孔碳材料进行高效的电催化二氧化碳还原（CO2RR）。 第八章：生物相容性与药物递送系统 最后，本章转向生命科学交叉领域。我们探讨了如何利用聚合物、脂质或生物分子对纳米颗粒进行功能化修饰，以实现其在生物体内的稳定性和靶向性。内容包括：表面亲水性与蛋白质吸附（PICS）的控制、pH敏感或光响应性材料在智能药物释放系统中的设计原理。我们还审视了基于纳米材料的生物传感器构建，以及如何通过表面修饰来优化其在活体成像中的对比度和安全性。 --- 本书特点： 深度与广度兼备： 理论阐述严谨，紧密结合最新的实验数据和先进的表征手段。 跨学科视角： 有效整合了物理化学、材料工程、催化科学和生物医学工程的最新成果。 面向未来： 重点关注了单原子催化、异质结界面工程等当前研究热点，为后续研究指明方向。 本书是从事纳米材料合成、功能化设计及应用开发的科研工作者和高年级研究生的必备参考书。

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

作为一名对能源转换领域有着浓厚兴趣的博士生，我一直在寻找能够系统性梳理前沿研究进展的著作。最近，我听闻 Springer Series in Materials Science 系列中出版了一本名为《Molecular Catalysts for Energy Conversion》的书籍。虽然我尚未亲自阅读，但我对这本书的出现感到非常兴奋。我的期待主要源于它所涵盖的主题——“分子催化剂”和“能源转换”。这两个关键词组合在一起，立刻勾勒出了一个充满活力的研究图景：如何利用精巧设计的分子结构，在温和的条件下高效地驱动各种能源相关的化学反应。这可能包括但不限于电催化、光催化，甚至酶催化等。 我推测，这本书很有可能深入探讨了各种类型分子催化剂的设计原理、合成方法以及它们在实际能源转换过程中的应用。例如，关于电催化，我希望能看到关于如何优化催化剂的电子结构以提高活性和选择性的讨论，以及在析氢反应、析氧反应、二氧化碳还原等关键过程中的最新进展。对于光催化，我想象书中会详细介绍半导体光催化剂与分子催化剂的协同作用，以及如何设计能够有效捕获太阳能并将其转化为化学能的体系。当然，书中也可能涉及生物催化，比如酶在生物质转化或燃料电池中的应用。 我非常好奇这本书是否会关注当前能源领域面临的一些挑战，并提出分子催化剂如何成为解决方案。比如，如何开发廉价、高效、稳定的催化剂以替代稀有贵金属催化剂？如何提高能源转换效率，减少能量损耗？如何实现过程的绿色化和可持续性？我希望作者能够提供一些关于分子催化剂在储能（如电池、超级电容器）和燃料生产（如氢气、合成燃料）方面的最新见解，这些都是当前能源转型中至关重要的环节。 总而言之，这本书的出现，在我看来，预示着对能源转换科学的理解将进入一个更加精细化的层面。通过对分子层面的精确调控，我们有望打破传统催化剂的局限，开发出更具颠覆性的能源技术。我坚信，这本书将成为该领域研究人员、学生乃至行业专业人士不可多得的参考资料，它所提供的信息，无论是在理论深度还是应用广度上，都可能为下一代能源解决方案的开发提供重要的启示和指导。

评分☆☆☆☆☆

从一个材料科学家而非纯粹化学家的角度来看，这本书《Molecular Catalysts for Energy Conversion》所引发的联想是关于分子与材料的界面。通常，我们更关注宏观的材料特性，但这里强调的“分子催化剂”，意味着我们将目光聚焦于驱动反应的最小功能单元。这让我思考，这本书是如何将微观的分子行为与宏观的能源转换装置联系起来的。 我设想，书中可能会详细阐述如何将这些精心设计的分子催化剂有效地负载到各种基材上，比如多孔金属氧化物、碳材料，甚至是聚合物骨架。这个过程本身就涉及到复杂的材料设计和制备技术，例如，如何确保分子催化剂在基材上的均匀分散，如何保持其高比表面积，以及如何优化分子与基材之间的界面相互作用，以促进电子传输和反应物的扩散。 此外，作为一名材料科学家，我对催化剂的稳定性、耐久性以及规模化生产的可行性有着极大的关注。我期望书中能探讨如何通过材料工程的方法来提升分子催化剂在苛刻反应条件下的稳定性，例如，抗氧化、抗腐蚀、抗毒化等。同时，书中也可能涉及一些关于如何将实验室的小规模合成方法转化为工业化大规模生产的挑战与机遇，这对于推动相关技术从研究走向实际应用至关重要。 这本书，在我看来，不仅仅是化学反应机理的探讨，更是连接了分子化学、纳米材料科学以及工程应用的一个重要桥梁。它很有可能为我们提供一个全新的视角，去思考如何利用材料科学的手段，来优化和放大分子催化剂的性能，从而为更高效、更可持续的能源转换技术奠定基础。

评分☆☆☆☆☆

对于长期关注新能源技术与应用的研究者来说，《Molecular Catalysts for Energy Conversion》这本书的出现，无疑带来了一种强烈的吸引力。在当前全球能源危机和环境污染日益严峻的背景下，开发高效、可持续的能源转换技术已经成为全人类面临的共同挑战。而分子催化剂，凭借其在分子层面的精准设计和可调控性，为解决这一挑战提供了充满潜力的方案。 我预设，这本书会深入剖析各类分子催化剂在驱动能源相关化学反应中的作用机理。这可能包括对不同金属配合物、有机小分子以及金属有机框架（MOFs）等催化剂的结构-活性关系的详细阐述。例如，在涉及电化学催化时，书中可能会探讨如何通过改变配体、金属中心以及氧化态来优化催化剂的电子结构，以提高其在水分解、氧还原或二氧化碳还原等反应中的活性和选择性。 对于光催化领域，我期待书中能介绍如何设计高效的分子光敏剂，并将其与催化活性中心相结合，以实现太阳能到化学能的有效转换。这可能涉及到对光吸收光谱、能量传递效率以及电荷分离过程的深入分析。此外，书中也可能探讨如何利用分子催化剂来协同作用，比如在多步反应中，由不同分子催化剂分别催化不同步骤，从而实现高效的串联反应。 我非常好奇，这本书是否会提及一些当前在能源转换领域极具挑战性的问题，并给出分子催化剂的解决方案。例如，如何开发低成本、高稳定性且环境友好的催化剂，以替代昂贵的贵金属催化剂。如何实现高效的能量储存和转化，以满足日益增长的能源需求。以及如何推动这些分子催化剂从实验室研究走向工业化应用。 总而言之，《Molecular Catalysts for Energy Conversion》这本书，在我看来，很有可能为我们提供一个全面而深入的视角，去理解分子催化剂在能源转换领域所扮演的关键角色，并指引未来的研究方向。

评分☆☆☆☆☆

作为一名对新型功能材料充满好奇的博后研究员，我一直对能够直接影响能源生产和利用效率的催化材料抱有极大的兴趣。当我看到《Molecular Catalysts for Energy Conversion》这本书时，我的脑海中立刻浮现出各种充满想象的应用场景。从本质上讲，这本书似乎触及了如何通过对分子层面的精确操控，来解锁更高效、更具选择性的能源转换途径。 我推测，书中很可能详细介绍了各种有机、无机甚至金属有机配合物在能量转换过程中的作用。例如，在光能转换为化学能方面，我期待看到关于如何设计能够高效吸收特定波长光，并将其能量传递给反应物的分子光敏剂，以及如何在这些光敏剂周围巧妙地引入具有催化活性的金属中心，以实现光诱导的氧化还原反应。 在电化学能源转换方面，这本书或许会深入探讨各种金属配合物、有机小分子催化剂在析氢、析氧、二氧化碳还原等过程中的性能表现。我尤其好奇书中是否会关注如何通过调节分子结构来优化催化剂的电子密度、表面吸附性能以及质子/电子传输能力，从而提高催化活性和稳定性。 此外，这本书的出现也让我联想到，如何将这些高性能的分子催化剂有效地固定在固态载体上，以构建集成化的能源转换器件。这其中涉及到的材料科学问题，例如载体的选择、分子与载体之间的界面工程，以及器件的整体设计，都可能是书中探讨的内容。 总之，《Molecular Catalysts for Energy Conversion》这本书，在我看来，不仅仅是关于化学反应，更是关于如何利用最基本的分子构筑单元，来解决宏观的能源挑战，这无疑是一项极具挑战性和创新性的研究方向。

评分☆☆☆☆☆

对于一位长期关注绿色化学与可持续发展的研究者而言，《Molecular Catalysts for Energy Conversion》这个书名本身就传递出一种积极而令人期待的信息。在当前全球能源结构转型的关键时期，开发高效、环保的能源转换技术是刻不容缓的任务。而分子催化剂，因其独特的选择性、可调控性和潜在的高效率，无疑是实现这一目标的重要途径之一。 我猜测，这本书的重点可能在于如何利用精巧的分子设计，来实现对复杂能源转换过程的精准控制。这可能涉及到对催化剂活性中心周围的配体环境进行细致的调控，以优化反应物与催化剂之间的结合强度，从而降低反应活化能。同时，书中也可能深入探讨如何利用不同金属中心、配位原子以及有机骨架之间的协同效应，来设计出能够高效催化特定反应的分子催化剂。 更令我感兴趣的是，这本书是否会关注到“能源转换”的广义概念，并涵盖多种重要的化学转化过程。例如，如何通过分子催化剂实现对水分解制氢、二氧化碳电化学还原制备燃料、氮气固定合成氨、生物质高效转化等关键反应的催化。这些过程的效率和经济性直接关系到未来能源的可持续供应和环境保护。 我期望，书中不仅会介绍理论模型和实验结果，还会提供一些关于如何将这些分子催化剂集成到实际能源转换装置中的指导性建议。例如，如何设计反应器，如何优化操作条件，以及如何评估催化剂的长期性能和成本效益。这对于将研究成果转化为实际应用具有重要的现实意义。 这本书的出版，无疑为我们提供了一个深入了解分子催化剂在能源转换领域最新进展的窗口，也为推动绿色化学和可持续能源技术的发展注入了新的动力。

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆