Adsorption of Gases And Gaseous Fuel Storage pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:CRC Press

作者:Kaneko, Katsumi

出品人:

页数:400

译者:

出版时间:2015-6-15

价格:169.95

装帧:Hardcover

isbn号码:9781574444438

丛书系列:

图书标签:

• Adsorption
• Gas Storage
• Gaseous Fuels
• Materials Science
• Chemical Engineering
• Energy
• Porous Materials
• Surface Chemistry
• Hydrogen Storage
• Methane Storage

图书简介：现代化学与材料科学前沿探索 书名：现代化学与材料科学前沿探索 内容概要： 本书聚焦于当代化学、材料科学与工程领域内最受关注和最具发展潜力的几个关键方向，旨在为专业研究人员、高级学生以及行业工程师提供一个全面、深入且富有洞察力的知识平台。全书结构严谨，内容涵盖了从基础理论构建到尖端实验技术的广泛范畴，特别强调了跨学科研究的融合与实际工程应用的转化。 第一部分：催化剂设计与反应动力学 本部分深入探讨了多相和均相催化体系的最新进展。重点剖析了新型纳米结构催化剂的设计原则，包括单原子催化剂（SACs）和高熵合金催化剂在提升活性、选择性和稳定性的方面的潜力。 1.1 活性位点调控与表征： 详细介绍了先进的原位（in situ）和操作条件下的（operando）光谱学技术（如XAFS、拉曼光谱）如何揭示催化反应过程中的动态变化。讨论了通过精确控制晶面、缺陷工程以及表面配体效应来优化催化活性位点的策略。 1.2 反应网络建模： 阐述了如何利用密度泛函理论（DFT）计算和机器学习算法，构建复杂的反应网络模型，预测反应路径，并指导新型催化剂的理性设计。重点讨论了在温和条件下实现高价值化学品（如甲烷活化、二氧化碳还原）转化的挑战与机遇。 1.3 流动化学与反应器工程： 考察了微反应器技术在提高反应安全性和传质传热效率方面的优势。对比了固定床、浆态床和微通道反应器在不同催化过程中的适用性，并讨论了连续流技术在工业放大过程中面临的工程难题。 第二部分：先进聚合物材料的合成与功能化 本部分聚焦于功能性高分子材料的精密合成、结构-性能关系研究及其在能源、电子和生物医学领域的应用。 2.1 可控聚合技术： 全面回顾了活性/可控自由基聚合（如ATRP、RAFT）和开环易位聚合（ROP）的最新突破。特别关注了如何利用这些技术来精确调控聚合物的分子量分布、链拓扑结构（如星形、刷形、嵌段共聚物）以及多嵌段序列。 2.2 刺激响应性材料： 详细介绍了智能高分子材料的设计原理，包括对pH、温度、光照或电场等外部刺激产生可逆响应的聚合物网络和水凝胶。探讨了其在药物控释系统、自修复材料以及软体机器人中的潜在应用。 2.3 高性能复合材料： 讨论了如何通过界面工程将纳米填料（如石墨烯、碳纳米管、无机纳米颗粒）有效地分散到聚合物基体中，以实现机械性能、热稳定性或导电性的协同增强。深入分析了界面相互作用对宏观性能的决定性影响。 第三部分：能源存储与转换界面科学 该部分是全书的重点之一，深入剖析了电化学能源器件（如锂离子电池、燃料电池、超级电容器）中的关键界面现象和材料限制。 3.1 固态电解质与界面阻抗： 探讨了陶瓷基、聚合物基和硫化物基固态电解质的制备、离子电导率及其在全固态电池中的应用。重点分析了固-固界面处空间电荷层、接触电阻以及锂枝晶生长抑制的电化学机制。 3.2 燃料电池电极设计： 详细介绍了质子交换膜燃料电池（PEMFC）和固体氧化物燃料电池（SOFC）中催化层和电解质层的微结构设计。讨论了如何在低铂或无贵金属催化剂体系中，优化氧还原反应（ORR）和氧极化反应的动力学，克服CO毒化问题。 3.3 界面稳定性与衰减机理： 阐述了在长期充放电循环中，电极材料（如硅负极、高镍正极）与电解液之间形成的固体电解质界面膜（SEI）的演变过程。利用先进的电化学和微观成像技术，揭示导致容量衰减和安全风险的根本化学过程。 第四部分：计算模拟与材料信息学 本部分着眼于如何利用计算工具和大数据方法加速新材料的发现和优化过程。 4.1 第一性原理计算的应用： 强调了计算模拟在预测材料性质（如能带结构、缺陷能、吸附热）中的关键作用。提供了构建可靠的原子间势能函数和进行大尺度分子动力学模拟的实用指南。 4.2 机器学习在材料科学中的整合： 探讨了如何利用高通量计算数据训练机器学习模型，以快速筛选具有特定目标性能的化合物或预测复杂反应的产率。讨论了数据质量、特征工程以及模型可解释性在材料信息学中的重要性。 4.3 数据库构建与知识图谱： 介绍了如何系统地整合实验数据和理论计算结果，构建结构化的材料科学数据库。阐述了知识图谱技术在揭示材料组成、结构与性能之间潜在关联方面的创新应用。 总结： 《现代化学与材料科学前沿探索》不仅是对现有知识的梳理，更是对未来研究方向的展望。本书的叙述风格力求精确、专业，侧重于基础科学原理与前沿工程实践的紧密结合，旨在激发读者进行创新性、多尺度、多尺度的交叉学科研究，推动化学与材料领域的下一次飞跃。

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说实话，我原本担心这本书涉及的“气体燃料”方面会太过偏向于传统化石燃料的吸附储存，但出乎意料的是，它对新兴的清洁能源技术给予了极大的关注。书中有一个专门的章节详细分析了甲烷（天然气）在多孔材料中的高压吸附特性，以及如何设计出能够在更低压力下实现高容量储存的MOFs（金属有机框架材料）。作者在比较不同吸附剂储存H2和CH4时的能量效率时，所采用的对比矩阵非常详尽和公正，涵盖了从吸附热力学到实际的循环稳定性等多个维度。更重要的是，它不回避技术难点，坦诚地指出了当前高密度储存技术面临的瓶颈，比如材料的长期水汽敏感性和成本控制问题。这使得这本书的价值不再是停留在基础理论层面，而是直接对准了当前能源领域最前沿、最迫切需要解决的工程挑战，为我的博士课题研究提供了多个潜在的突破口和可量化的评估标准。

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从排版和注释的细节来看，这本书的出版方显然投入了极大的心血。全书的注释系统做得极其专业，每一个关键术语的引入，几乎都有清晰的参考文献标注，而且引用文献的广度令人称奇，涵盖了从上世纪初的经典论文到近两年的顶级期刊成果，显示出作者进行了极其广泛和深入的文献调研。书籍的索引部分做得尤其出色，交叉引用非常到位，当我查找某一特定吸附热计算方法时，索引能迅速指向所有相关章节，甚至是附录中的数据表格。对于我这种需要频繁在理论回顾和实验设计之间切换的研究人员来说，这种高效的检索能力无疑是节省了大量时间。总而言之，这是一部结构严谨、内容前沿且极具阅读体验的学术巨著，它不仅仅是参考资料，更像是一位全天候待命的、博学多识的导师。

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我花了整整一个周末沉浸在这本书中，最大的感受是它在理论深度与工程应用之间找到了一个近乎完美的平衡点。许多同类书籍要么过于侧重于纯粹的物理化学推导，读起来晦涩难懂，要么则流于表面，只停留在现象的描述。然而，这本书却巧妙地将分子间的范德华力、静电作用等微观机理，与实际的催化剂再生过程、气体净化效率计算紧密地结合起来。尤其是在讨论吸附剂材料的选择性问题时，作者并未止步于提及孔径分布的重要性，而是深入探讨了如何通过表面官能团修饰来“编程”材料的吸附位点，这对于我们实际研发新型高效分离膜的团队来说，简直是宝典级的指导。书中的图表绘制得极为精美，那些三维的分子堆叠模型和能量势阱示意图，直观地解释了吸附热的来源，即便是在咖啡因作用下阅读到深夜，这些图像也像烙印一样刻在了脑海里，清晰无比，大大降低了理解难度。

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这本书的装帧设计着实吸引人眼球，封面那种深邃的蓝色调配上烫金的字体，透着一股严谨又不失深度的学术气息。初次翻阅时，我首先被它那极富逻辑性的章节编排所折服。作者似乎深谙如何引导初学者逐步深入复杂概念的精髓。比如，在基础吸附等温线那部分，不仅仅是罗列公式，而是通过大量的历史案例和实验数据的佐证，让我真切地感受到理论是如何从实际观察中提炼出来的。我记得有一段关于Langmuir模型局限性的讨论，作者用了一种近乎辩论式的写作手法，先抛出模型的完美假设，再通过现实中微孔和层状材料的复杂表面结构进行反驳和修正，这种层层递进、充满思辨的过程，极大地激发了我继续阅读下去的兴趣。它绝非一本干巴巴的教科书，更像是一位经验丰富的老教授，在你耳边循循善诱，让你在理解知识点的同时，也能体会到科学探索的乐趣与不易。尤其是对表面积计算方法的介绍，从BET法到更精细的DFT方法，每种方法的优缺点都被剖析得入木三分，读完让人有一种茅塞顿开的感觉，仿佛自己已经掌握了一套行之有效的分析工具。

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这本书的叙事风格非常独特，它不像是传统的学术著作那样冷峻严肃，反而带有一种英式幽默和学者特有的批判精神。在谈到一些早期的、已被证伪的吸附理论时，作者没有简单地否定，而是用一种近乎讲故事的方式，回顾了当时的研究背景和局限性，使得每一次理论的更迭都显得顺理成章，充满了历史的张力。例如，对准分子筛的描述部分，作者详细描绘了三十年代科学家们如何费尽心力去合成具有精确尺寸孔道的材料，那种执着和对完美的追求，读来令人动容。这种充满人文关怀的叙述方式，让我在阅读枯燥的数学模型时，也能保持高度的专注力。它让我意识到，科学进步从来不是线性的，而是充满了试错、争论和灵感的爆发。这本书不仅仅是传授知识，更是在传递一种严谨求实的治学态度和对科学真理的无限敬畏。

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