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超分子插层结构功能材料

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作者中国化工学会 组织编写 段雪、卫敏、孙晓明、林彦军 等 著

出版社化学工业出版社

ISBN9787122409218

出版时间2021-06

装帧精装

开本其他

定价199元

货号11657277

上书时间2024-10-28

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商品描述
作者简介
段雪,北京化工大学教授,2007年当选中国科学院院士。1982年毕业于吉林大学获学士学位,1984年和1988年毕业于北京化工学院,获工业催化硕士和博士学位。经30余年持续研究,构建了“插层组装与资源利用” 特色研究体系,提出了插层结构八面体构筑原则、多相催化反应热与传热耦合、原位超稳矿化、绿氢提效降本和“双碳”目标下过程工业热能及反应耦合等创新概念;设计了旋转微液膜反应器,提出了共沉淀反应体系成核/晶化分离、反应-分离耦合和无釜水热合成等多种工艺方法;原创紫外阻隔材料、抑烟材料和环境修复材料等系列功能材料。多年获ESI中国高被引学者,获国家发明授权60余件和美国授权5件。在青海、山东和甘肃等地建立了成果转化基地,实现科技成果转化20余项,建成30余条工业生产线,推动了盐湖资源有效利用、汽车精细化学品、介孔吸附材料和土壤修复材料等行业的科技进步,获国家技术发明二等奖2项、国家科技进步二等奖1项和省部级科技成果奖励10余项。先后获国家有突出贡献的中青年专家、中国青年科技奖、全国“五一劳动奖章”、全国杰出专业技术人才和“长江学者奖励计划”特聘教授等荣誉称号。现兼任中国科学院学术委员会基础前沿交叉领域专门委员会委员、中国石油和化学工业联合会副会长、英国皇家化学会会士、Structure and Bonding编委、北京化工大学学术委员会主任等多项学术职务。 卫敏,北京化工大学教授,博士生导师。2001年于北京大学获得理学博士学位,同年加入北京化工大学,2006年晋升为教授。2008年佐治亚理工学院访问学者。从事插层组装化学与功能材料研究,围绕插层组装的理论构筑原则、合成方法、材料结构设计与性能调控方面做了系统的研究工作,以功能为导向发展了新型催化材料、电化学能源材料,用于碳一化学、能源催化、生物质催化转化等领域。以通讯作者发表SCI收录研究论文200余篇;发表论文他引12200余次,18篇论文入选基本科学指标数据库ESI高被引TOP 1%论文。授权靠前2件,授权国家发明30余件。作为共同卷主编为Structure and Bonding编辑第166卷;现担任Science Bulletin期刊副主编,《催化学报》编委,英国皇家化学会会士。获2012年国家杰出青年基金资助;获2015年中国石油和化学工业联合会科技进步一等奖;入选2017年国家百千万人才工程,被授予“有突出贡献中青年专家”称号;获2018年第十五届中国青年科技奖。 孙晓明,北京化工大学教授,博士生导师。2000年和2005年于清华大学化学系获理学学士和理学博士学位。2008年在斯坦福大学完成博士后研究回国,进入北京化工大学化工资源有效利用国家重点实验室工作。主要从事纳米能源材料化学研究。近年来主要针对具有应用前景的气体参与的电催化反应开展研究工作,建立了原子级催化剂活性位点精准调控理论,提出了普适性的“气体超浸润电极”概念,用于高性能电解水、氯碱、燃料电池等电极与相应的电化学器件,有效缓解了活性、成本和传质等瓶颈问题,提升了电化学过程和器件的能量效率。目前以或通讯作者身份已发表论文150篇,总引用15000余次,他引多于12000 次; 出版专著一本。申请靠前8件,获授权2件;获国家发明授权40余件。2007年获全国百篇很好博士论文,2011年获国家自然科学基金杰出青年基金资助,2019年获评中国共产党中央委员会组织部“万人计划”科技创新领军人才。 林彦军,北京化工大学教授,博士生导师。1998年获北京化工大学精细化工专业学士学位,2002年和2005年分别获北京化工大学应用化学专业硕士和博士学位。2013年12月至2014年12月在加拿大多伦多大学从事访问学者研究。2005年至今在北京化工大学工作,主要从事插层结构功能材料的应用基础和产品工程研究,先后开发了插层结构高效抑烟剂、紫外线阻隔材料等多种功能材料,作为技术负责人主持建成了多套百吨级中试和千吨级产业化装置,实现了插层材料的大规模生产和实际应用。发表论文70余篇,获美国发明授权3件、中国发明授权40余件,作为起草人制定化工行业标准6项。作为第二完成.人获国家技术发明二等奖1项、中国石油和化学工业联合会技术发明一等奖2项,作为第三完成.人获中国石油和化学工业联合会技术发明一等奖1项。兼任中国化工学会精细化工专业委员会常务委员、全国安全生产标准化技术委员会化学品安全分技术委员会委员。

目录

第一章 绪论 001

第一节 超分子化学 002

一、超分子化学概述 002

二、超分子化学中的相互作用 003

三、超分子化学的外延 005

四、超分子化学的科学意义 006

第二节 无机超分子材料 007

一、无机材料的超分子特征 007

二、无机超分子材料的制备方法 008

三、无机超分子材料分类 009

四、无机超分子材料的特点、应用及发展 010

第三节 超分子插层结构功能材料 011

一、插层结构的超分子特征 011

二、超分子插层结构功能材料的组装方法 012

三、超分子插层结构功能材料的发展 012

四、超分子插层结构功能材料的分类 013

第四节 超分子插层结构功能材料的特点及应用 015

一、超分子插层结构功能材料的性质与效应 016

二、超分子插层结构功能材料的应用 017

第五节 小结与展望 022

一、超分子插层组装结构及组装驱动力研究 022

二、超分子插层结构功能材料的构筑原理 023

三、超分子插层组装功能材料的应用探索 023

参考文献 024


第二章 超分子插层材料的结构设计 029

第一节 超分子插层材料结构设计的理论方法 030

一、电子结构方法 030

二、分子模拟方法 032

第二节 主体结构特性与设计 033

一、层板元素的引入—金属离子的八面体变形度原则 033

二、层板元素组成及比例限制 036

三、结构拓扑转变与记忆效应 038

四、层板电荷分布性质 041

第三节 客体取向和分布—LDHFF分子力场构建 042

一、取向结构和客体分布—LDHFF分子力场构建 043

二、客体间相互作用 046

三、层间阴离子交换性质 047

第四节 插层结构特性与设计 048

一、插层结构稳定的驱动力—主客体相互作用 048

二、体系能带结构与光催化性质 049

三、体系的酸碱位点 053

第五节 小结与展望 054

参考文献 056


第三章 超分子插层结构材料的制备方法与原理 063

第一节 插层组装法 064

一、共沉淀法 064

二、离子交换法 067

三、焙烧复原法 068

四、水热法 069

第二节 剥层重组法 069

一、自上而下的剥离法 070

二、自下而上的合成法 072

第三节 原位生长法 074

一、原位电沉积法 074

二、原位水热法 076

三、金属表面原位刻蚀法 078

第四节 导向组装法 078

一、模板导向法 078

二、外场导向法 080

第五节 拓扑转化法 085

一、内源法 086

二、外源法 088

三、内-外源协同法 089

第六节 工业化生产方法 091

一、共沉淀法 091

二、清洁工艺(固相合成法) 094

第七节 小结与展望 096

参考文献 097


第四章 超分子插层结构催化材料 103

第一节 概述 104

第二节 层状及插层结构催化材料 105

一、二维层状催化材料 105

二、插层结构催化材料 108

三、主客体协同催化材料 117

第三节 基于层状前体法的复合金属氧化物/硫化物催化材料 118

一、碱土金属复合氧化物 118

二、过渡金属复合氧化物 120

三、基于层状前体法的复合金属硫化物 126

第四节 基于层状前体法的负载型金属催化材料 128

一、负载型单原子催化材料 128

二、负载型金属团簇催化材料 133

三、负载型金属纳米催化材料 136

第五节 小结与展望 142

参考文献 143


第五章 超分子插层结构吸附材料 153

第一节 超分子插层结构功能材料结构特点与吸附性能 154

一、结构特点 154

二、吸附性能 155

第二节 选择性吸附阴离子与捕获锂离子 158

一、选择性吸附阴离子 159

二、选择性捕获锂离子 163

第三节 对有机分子的吸附增溶 165

一、链状分子的吸附增溶 165

二、含环状结构分子的吸附增溶 166

第四节 重金属离子超稳矿化 167

一、重金属污染现状 167

二、重金属离子污染修复 167

三、LDHs在重金属离子水污染方面的应用 169

四、LDHs在重金属土壤污染治理方面的应用 174

第五节 超分子插层结构功能吸附材料应用实践 177

一、水体净化工程实践—焦化脱硫废液处理 177

二、土壤修复应用实践 179

第六节 小结与展望 184

参考文献 184


第六章 超分子插层结构光功能材料 195

第一节 插层结构光功能材料 196

一、插层结构光功能材料的结构与性能 196

二、插层组装客体种类 197

三、插层组装作用力与方法 200

第二节 插层结构光功能材料的纳米限域效应 202

一、层间极性反转与二维层间超分子固溶体 202

二、二维光生激子光物理 204

三、LDHs空间限域效应 207

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