The Surface Science of Metal Oxides pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Cambridge University Press

作者:Victor E. Henrich

出品人:

页数:480

译者:

出版时间:1996-4-26

价格:USD 69.00

装帧:Paperback

isbn号码:9780521566872

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《纳米材料的表面形貌与结构演化》 本书深入探讨了纳米材料表面形貌的精细控制及其在不同环境下的结构演化规律。我们将从原子尺度出发，解析纳米颗粒、纳米线、二维纳米片等各类纳米材料在合成、处理及应用过程中表面结构变化的内在机制。 第一章 纳米材料表面形貌的表征技术 本章将全面介绍当前最前沿的纳米材料表面形貌表征技术。我们将详细阐述扫描隧道显微镜（STM）和原子力显微镜（AFM）的工作原理及其在揭示原子级表面结构、缺陷以及吸附物分布方面的强大能力。同时，我们将重点介绍高分辨率透射电子显微镜（HRTEM）在观察纳米材料内部晶格结构、表面晶界、位错等缺陷方面的应用。此外，X射线光电子能谱（XPS）和俄歇电子能谱（AES）等表面化学分析技术也将被深入讲解，重点关注它们如何提供表面元素的组成、化学态以及电子结构信息。我们会通过大量真实实验数据和显微图像，展示这些技术如何协同工作，为理解纳米材料表面形貌提供全方位、多尺度的信息。 第二章 纳米材料表面能量与生长动力学 本章将聚焦纳米材料表面的热力学性质及其与生长动力学之间的紧密联系。我们将深入讨论表面能的概念，包括不同晶面、晶界以及缺陷对表面能的影响。我们将分析表面张力在纳米材料形貌形成中的关键作用，以及如何在特定条件下利用表面能差异来引导纳米结构的生长。本章还将详细阐述表面扩散、原子团簇成核以及表面重构等基本生长过程。我们会引入扩散控制生长模型、成核理论等经典模型，并结合最新的计算模拟结果，揭示纳米材料在不同生长环境（如气相、液相、固相）下的形貌演化路径。 第三章 表面吸附与催化活性 本章将深入研究不同分子在纳米材料表面的吸附行为及其对催化活性的影响。我们将从理论层面探讨范德华力、静电相互作用、配位键以及氢键等多种吸附作用力。我们将分析吸附位点、吸附能以及吸附动力学参数如何影响分子的吸附过程。在此基础上，本章将重点关注表面缺陷、晶界以及不同暴露晶面如何作为活性位点，促进化学反应的发生。我们将通过大量实验案例，展示表面修饰（如掺杂、载体选择、表面涂层）如何优化吸附性能和催化活性，并讨论表面糙化、纳米化等形貌调控策略对提高催化效率的原理。 第四章 纳米材料表面的化学改性与功能化 本章将系统介绍对纳米材料表面进行化学改性的各种策略，旨在赋予其特定的功能。我们将详细介绍共价键合、非共价键合以及表面接枝等修饰方法，重点阐述如何通过改变表面化学基团来调控纳米材料的亲疏水性、生物相容性以及导电性。本章还将深入探讨表面官能团化对纳米粒子分散性、稳定性以及聚集行为的影响。我们将通过一系列实例，展示如何利用表面功能化来制备用于药物递送、生物传感、环境修复以及能量储存等领域的先进纳米材料。 第五章 纳米材料表面结构在储能器件中的应用 本章将聚焦纳米材料表面结构与储能器件（如锂离子电池、超级电容器）性能之间的关系。我们将深入分析电极材料的表面形貌、比表面积、孔结构以及表面缺陷如何影响离子传输、电子导电以及电化学反应动力学。我们将重点探讨纳米材料表面在电解液中的界面行为，例如固体电解质界面（SEI）的形成机理及其对电池性能的影响。本章还将介绍如何通过表面工程技术（如包覆、形貌控制、表面合金化）来优化电极材料的储能性能，包括容量、循环寿命和倍率性能。 第六章 纳米材料表面形貌在传感领域的应用 本章将详细阐述纳米材料表面形貌在各类传感应用中的关键作用。我们将分析不同形貌的纳米材料（如纳米线、纳米颗粒阵列、多孔纳米结构）如何通过改变其表面与目标分析物的相互作用面积、扩散通道以及表面电子结构来提高传感器的灵敏度和选择性。本章将重点关注基于表面等离激元共振（SPR）的纳米材料传感，以及表面官能团化如何提高分析物的捕获效率。我们将通过气敏、生物传感、化学传感等多个应用案例，展示如何通过精准调控纳米材料的表面形貌和化学性质，实现高灵敏度、高选择性的传感检测。 第七章 纳米材料表面的环境稳定性与降解机制 本章将关注纳米材料在不同环境介质中的稳定性以及相关的降解机制。我们将探讨pH值、温度、氧化还原环境以及微生物作用对纳米材料表面结构和性质的影响。我们将分析纳米材料在水溶液中的溶解、团聚、氧化以及生物降解等过程。本章还将讨论表面涂层、封装等保护策略如何提高纳米材料在复杂环境中的稳定性。我们将通过研究纳米材料在环境中的行为，为其实际应用中的安全性和持久性提供科学依据。 第八章 纳米材料表面形貌的理论计算与模拟 本章将介绍用于理解和预测纳米材料表面形貌演化和性质的理论计算与模拟方法。我们将重点阐述密度泛函理论（DFT）在计算表面能、吸附能、反应能垒等方面的应用。我们将介绍分子动力学（MD）模拟在研究表面扩散、重构、相变以及纳米颗粒聚集过程中的作用。本章还将讨论蒙特卡洛（MC）方法在模拟表面生长、自组装以及表面相变方面的优势。我们将通过实例，展示这些计算工具如何为实验研究提供理论指导，并加速新型纳米材料的设计与开发。

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当我拿到《金属氧化物表面科学》这本书时，我预设这是一本充满复杂公式和高深理论的专业读物，需要相当的专业背景才能理解。然而，实际阅读下来，我发现作者以一种极其清晰且富有条理的方式，将一个庞大而精密的科学领域展现在我面前。书中开篇部分，作者并没有急于深入技术细节，而是先为读者奠定了扎实的理论基础，从表面热力学、表面动力学到表面晶体学，逐步引导读者理解金属氧化物表面可能存在的各种状态及其驱动力。随后，书中详细介绍了各种先进的表面分析和表征技术，我尤其被关于俄歇电子能谱（AES）的章节所吸引。作者通过清晰的图解和生动的比喻，解释了AES如何能够探测到表面的元素组成和化学态，以及如何区分表面和体相的信号。书中还穿插了大量关于金属氧化物表面在催化、电子学和生物材料等领域的应用案例，并深入分析了表面结构、化学键合以及表面吸附物如何影响这些应用性能。例如，在讨论金属氧化物作为气体传感器时，作者详细分析了表面吸附气体分子与金属氧化物表面载流子之间的相互作用，以及表面氧空位和电子结构如何影响传感信号的灵敏度和选择性，并结合实验数据说明了如何通过调控这些表面特性来优化传感性能。这本书不仅让我增长了知识，更重要的是，它激发了我对材料表面世界的好奇心和探索欲，让我认识到看似微小的表面变化，往往能带来宏观性能的巨大飞跃。

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当我拿到《金属氧化物表面科学》这本书时，我预设这是一本充斥着枯燥公式和晦涩术语的学术著作。然而，实际的阅读体验却完全颠覆了我的想象。作者以一种极其清晰且富有逻辑的叙事方式，将一个复杂的研究领域呈现在我面前。开篇部分，作者并没有急于深入技术细节，而是先为读者奠定了扎实的理论基础，从表面张力、表面势能到表面吉布斯自由能，逐步引导读者理解金属氧化物表面性质的根源。随后，书中详细介绍了各种先进的表面分析和表征技术，我尤其被关于扫描隧道显微镜（STM）的章节所吸引。作者通过生动的比喻和精美的显微图像，解释了STM如何能够“看到”单个原子，如何探测到表面的电子态密度和几何形貌。书中还穿插了大量关于金属氧化物表面在催化、吸附和腐蚀等领域的应用案例，并深入分析了表面结构、化学键合以及表面吸附物如何影响这些应用性能。例如，在讨论金属氧化物作为催化剂时，作者详细分析了表面活性位点、氧空位浓度以及电子转移特性如何影响催化活性和稳定性，并结合实验数据说明了如何通过调控这些表面特性来优化催化性能。这本书不仅让我增长了知识，更重要的是，它激发了我对材料表面世界的好奇心和探索欲，让我认识到看似微小的表面变化，往往能带来宏观性能的巨大飞跃。

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《金属氧化物表面科学》这本书，可以说是我近期阅读过最能引发深度思考和技术兴趣的一本书籍。作者在内容组织上极为出色，首先为我们构建了一个扎实的理论基础，从热力学和统计力学角度解释了表面形成和稳定性的基本原理，以及金属氧化物表面可能存在的各种几何和电子结构。随后，书中详细介绍了各种先进的表面分析和表征技术，我尤其被关于X射线光电子能谱（XPS）的章节所吸引。作者不仅仅是解释了XPS的原理和操作，更重要的是，他深入剖析了如何通过分析XPS谱图中的结合能、峰强度和形貌，来推断表面的化学组成、氧化态、电子结构以及表面吸附物的种类和数量。书中还穿插了大量关于金属氧化物表面在电催化、传感和生物材料等领域的应用案例，并深入分析了表面结构、缺陷和掺杂等因素如何影响这些应用性能。例如，在讨论金属氧化物作为电催化剂时，作者详细分析了表面活性位点、氧空位浓度以及电子传输特性如何影响电催化活性和稳定性，并结合实验数据说明了如何通过调控这些表面特性来优化催化性能。这本书让我深刻地认识到，表面科学不仅仅是描述材料的微观形态，更是理解和控制材料性能的关键所在，它为我打开了一扇通往如何“设计”材料表面的大门。

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《金属氧化物表面科学》这本书，我必须承认，最初吸引我的是它极其专业的标题，这让我对它可能包含的内容充满了一种既兴奋又忐忑的期待。我一直对材料的微观世界充满好奇，尤其是在我们日常生活中无处不在的金属氧化物，它们的表面性质究竟是如何决定的？本书并没有让我失望。作者以一种极为严谨但又不失条理的方式，首先为我们铺垫了必要的理论基础，从晶体学到化学动力学，为理解表面现象打下了坚实的地基。随后，书的重点开始转向各种先进的表面分析技术。我特别着迷于关于扫描隧道显微镜（STM）和原子力显微镜（AFM）的章节，作者通过生动的比喻和清晰的图解，解释了这些技术如何能够“看到”单个原子，如何探测到表面形貌、电子密度分布乃至原子间的相互作用力。这简直就像是给科学家们配备了能够洞察微观世界的“魔法望远镜”。此外，书中对金属氧化物表面各种基本过程的描述，例如吸附、脱附、扩散以及表面反应，都进行了深入浅出的剖析。它解释了为什么某些金属氧化物是优秀的催化剂，为什么它们的表面容易被污染或发生腐蚀，以及如何通过调控表面结构来优化其性能。这些内容不仅具有重要的学术价值，更与许多实际应用紧密相连，比如能源储存、环境保护和生物医学工程等领域。阅读这本书的过程，就像是在与一位经验丰富的导师进行一场关于材料奥秘的深入对话，让我对金属氧化物这一庞大而重要的材料家族有了更为全面和深刻的理解。

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当我拿起《金属氧化物表面科学》这本书时，我的脑海里充满了对复杂化学键、原子排列以及高深物理理论的预想，但阅读过程中，我发现作者以一种非常人性化且富有条理的方式，将一个庞大而精密的科学领域娓娓道来。书中开篇部分，作者并没有急于深入复杂的实验技术，而是先为我们打好了坚实的理论基础，从表面形成能、表面弛豫到表面相变，逐步引导读者理解金属氧化物表面可能存在的各种状态及其驱动力。随后，书中详细介绍了各种先进的表面表征技术，我特别喜欢关于透射电子显微镜（TEM）及其衍生的各种先进成像和衍射模式的章节，作者通过精美的显微照片和清晰的衍射花样，展示了如何利用这些技术来解析金属氧化物的晶体结构、畴结构以及表面缺陷。书中还穿插了大量关于金属氧化物表面在催化、光电转换和传感器件等领域的应用实例，并深入分析了表面结构、电子态以及表面官能团如何调控这些应用性能。例如，在讨论金属氧化物作为光催化剂时，作者详细分析了表面电荷分离、空穴传输以及氧空位等关键因素，并结合实验数据说明了如何通过调控这些表面特性来提高光催化效率。这本书不仅让我增长了知识，更重要的是，它激发了我对材料表面世界的好奇心和探索欲，让我认识到看似微小的表面变化，往往能带来宏观性能的巨大飞跃。

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当我决定深入了解《金属氧化物表面科学》时，我预设这是一本充满尖端理论和复杂公式的学术专著，可能需要相当的专业背景才能驾驭。然而，这本书的实际阅读体验远超我的预期，它以一种令人惊叹的清晰度和系统性，将一个看似深奥的领域展现在我面前。作者巧妙地从最基础的物理化学原理入手，例如分子轨道理论和表面势能，为理解金属氧化物的表面行为奠定了坚实的理论基础。接着，书中详细介绍了各种先进的表面分析技术，我特别被关于低能电子衍射（LEED）和俄歇电子能谱（AES）的章节所吸引。作者不仅解释了这些技术如何探测表面的原子排列和化学成分，还展示了如何通过分析这些信号来区分不同晶面、识别表面吸附物以及研究表面缺陷。书中穿插了大量高质量的实验图片和图表，使得原本抽象的科学概念变得直观易懂。例如，关于金属氧化物表面相变和重构的讨论，通过对比不同条件下的表面形貌图，我能清晰地看到表面原子如何重新排列以达到更低的表面能。此外，书中还广泛探讨了金属氧化物表面在催化、传感、电子器件和生物医学等领域的应用，并深入分析了其表面性质在这些应用中的关键作用。这本书不仅传授了知识，更重要的是培养了我对材料表面现象的直觉和洞察力，让我认识到表面科学在现代科技发展中的核心地位。

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我拿到《金属氧化物表面科学》这本书的时候，脑海中首先浮现的是那些实验室里闪烁着冷光的精密仪器，以及在复杂的文献中才能找到的专业术语。然而，事实证明我的担忧是多余的。作者显然花了大量的精力来组织和呈现内容，使得这本书即使对于那些初涉此领域的读者来说，也并不显得过于晦涩。开篇部分，作者非常耐心地为我们回顾了与表面科学相关的基本物理化学概念，例如吉布斯自由能、表面张力以及范德华力等，并清晰地阐述了它们在金属氧化物表面行为中的作用。紧接着，书中详细介绍了各种用于研究金属氧化物表面的技术，我尤其对紫外光电子能谱（UPS）和X射线衍射（XRD）的介绍印象深刻。作者不仅解释了这些技术的物理原理，还展示了如何通过分析能谱图或衍射图来推断表面的化学组成、电子结构和晶体结构。书中的大量案例研究，涵盖了从简单的金属氧化物单晶到复杂的纳米结构，生动地展示了如何运用这些技术来揭示不同表面性质背后的微观机制。例如，书中关于金属氧化物作为催化剂的章节，详细讨论了表面缺陷、氧空位以及活性位点如何影响催化活性，并结合了实验数据和理论计算结果，为我们呈现了一个完整的图像。这让我深刻体会到，表面科学不仅仅是描述现象，更是通过精确的测量和分析来理解和控制材料行为的关键。这本书不仅仅是一本技术手册，更是一部关于如何“看清”材料表面并揭示其内在规律的科学探索史。

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《金属氧化物表面科学》这本书，其标题本身就透露出一种严谨而深入的学术气息，让我对接下来的阅读内容充满了期待。作者在内容的组织上，采取了一种由浅入深、循序渐进的方式，首先为我们构建了理解金属氧化物表面行为的理论框架，从表面自由能、表面张力到表面吸附和脱附动力学，这些基础理论的铺垫让后续更复杂的概念变得易于理解。随后，书中详细介绍了各种先进的表面分析和表征技术，我尤其被关于低能电子衍射（LEED）的章节所吸引。作者不仅仅是解释了LEED的原理和操作，更重要的是，他深入剖析了如何通过分析LEED图样来推断表面的晶体结构、表面重构以及吸附物在表面的排列方式。书中还穿插了大量关于金属氧化物表面在能源存储、传感和生物医学等领域的应用案例，并深入分析了表面结构、化学态和表面缺陷如何影响这些应用性能。例如，在讨论金属氧化物作为电池材料时，作者详细分析了表面电解质界面（SEI）的形成、锂离子在表面的扩散以及电极/电解质界面的电化学反应，并结合实验数据说明了如何通过调控这些表面特性来优化电池的充放电性能和循环寿命。这本书让我深刻地认识到，表面科学不仅仅是描述材料的微观形态，更是理解和控制材料性能的关键所在。

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《金属氧化物表面科学》这本书，在我看来，不仅仅是对一个特定材料家族的深入研究，更是一次对物质世界表面奥秘的系统性探索。作者以一种循序渐进、逻辑严谨的方式，首先为我们构建了理解金属氧化物表面行为的理论框架。从基本的表面热力学和动力学原理，到复杂的量子力学计算方法，书中都进行了详尽的介绍，并且辅以大量的示意图和实例，使得即使是对理论基础不那么扎实的读者，也能逐步掌握核心概念。我尤其欣赏书中对各种表面分析技术的详细论述，例如傅里叶变换红外光谱（FTIR）和拉曼光谱在研究表面官能团和化学键方面的应用，以及扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）在揭示表面形貌和纳米结构方面的强大能力。作者不仅阐述了这些技术的原理和操作，更重要的是，他深入分析了如何从获得的谱图或图像中提取有用的信息，并解读其背后所蕴含的物理化学意义。书中还广泛地探讨了金属氧化物表面在电化学、摩擦学和生物相容性等方面的特性，并通过具体的实验数据和案例分析，揭示了表面结构、化学态以及杂质等因素如何深刻影响这些宏观性质。阅读过程中，我常常被书中对微观世界精妙控制所折服，也更加体会到表面科学在推动科技进步中的关键作用。它为我打开了一扇了解材料性能如何从原子尺度构建的窗户。

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这本书的名字《金属氧化物表面科学》光听名字就让人联想到一系列复杂的化学方程式、精密的仪器操作以及那些可能只对极少数领域专家有意义的抽象概念。然而，当我翻开它时，我发现自己被一种出乎意料的清晰和引人入胜的叙述方式所吸引。作者并没有一开始就将读者淹没在晦涩难懂的理论海洋中，而是巧妙地构建了一个循序渐进的学习路径。从对金属氧化物基本结构的介绍开始，比如它们的晶体结构、化学键合特点，到如何利用各种先进的表面分析技术，如X射线光电子能谱（XPS）、扫描隧道显微镜（STM）以及原子显微镜（AFM）等，来揭示其表面的原子排列、电子态以及化学性质。我尤其欣赏书中对于这些技术的原理、应用范围以及数据解释的详细阐述。作者通过大量的图表和示意图，将原本抽象的科学原理可视化，使得即便我之前对表面科学了解不深，也能逐渐理解这些强大工具是如何帮助科学家们“看见”原子尺度的世界，并从中解读出物质的奥秘。书中还涉及了金属氧化物表面催化、吸附、腐蚀等重要现象，并深入探讨了这些现象背后的微观机制。阅读过程中，我脑海中不断浮现出各种与金属氧化物相关的实际应用场景，比如催化剂在化工生产中的重要性，电池材料的电化学行为，以及半导体器件的表面特性等等。这本书不仅仅是关于金属氧化物本身的知识堆砌，更像是一扇通往更广阔材料科学和物理化学世界的窗口，让我对这些看似普通却又极其重要的材料有了全新的认识和更深的敬畏。它成功地将一个高度专业化的领域，以一种易于理解且引人入胜的方式呈现给读者，我相信即使是非专业人士，只要有探索科学的好奇心，也能从中获益匪浅。

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