纳米材料前沿:稀土纳米材料
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作者张洪杰 等 编著
出版社化学工业出版社
ISBN9787122316707
出版时间2018-10
装帧平装
开本16开
定价148元
货号1201779772
上书时间2024-09-25
商品详情
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作者简介
本书由张洪杰院士组织编写，黄春辉院士、高松院士、李焕荣（河北工业大学教授）、尤洪鹏（长春应化所研究员）、李富友（杰青，复旦大学教授）、林君（杰青，长春应化所研究员）、唐金魁（杰青，长春应化所研究员）、孟健（长春应化所研究员）、宋术岩（长春应化所研究员）、宋卫国（杰青，中科院化学所研究员）、王立民（长春应化所研究员）、张新波（杰青，长春应化所研究员）等参与编写，参编人员均为国内该领域成果比较突出的学者。
张洪杰，中国科学院院士。中科院稀土化学与物理重点实验室副主任、主任，稀土资源利用国家重点实验室主任。主要从事稀土/高分子钠米杂化发光材料的研究，迄今已在Chem. Mater. 、Chem. Commun、Langmuir等国内外杂志上已发表学术论文200余篇。
目录
章绪论001
刘志伟，卞祖强，黄春辉
（北京大学化学与分子工程学院）
1.1 稀土元素简介 002
1.1.1 稀土元素的概念 002
1.1.2 稀土元素的电子结构 002
1.1.3 稀土元素的价态 003
1.1.4 稀土元素的化学键 005
1.1.5 稀土元素的半径 006
1.2 稀土化合物的性质 008
1.2.1 稀土化合物的发光性质 008
1.2.2 稀土化合物的磁学性质 012
1.3 稀土化合物纳米材料及其应用 017
1.3.1 稀土有机- 无机杂化发光纳米材料 017
1.3.2 白光LED 稀土发光材料 018
1.3.3 稀土上转换发光纳米材料 019
1.3.4 稀土单分子磁体 020
1.3.5 稀土巨磁电阻材料 021
1.3.6 稀土催化材料 022
1.3.7 稀土电化学能源材料 023
参考文献 024
第2章稀土有机-无机杂化发光纳米材料027
李焕荣，李志强，张洪杰
（河北工业大学化工学院，中国科学院长春应用化学研究所）
2.1 概述 028
2.1.1 稀土离子的光谱性质 028
2.1.2 有机- 无机杂化材料的特点 033
2.1.3 有机- 无机杂化材料的分类 034
2.1.4 稀土有机- 无机杂化材料研究的发展历程 035
2.2 稀土有机- 无机凝胶杂化发光材料 036
2.3 稀土有机- 无机微孔杂化发光材料 039
2.4 稀土有机- 无机介孔杂化发光材料 049
2.5 稀土有机- 无机高分子杂化发光材料 054
2.5.1 单一体系 054
2.5.2 复合体系 056
2.6 稀土有机- 无机多功能杂化材料 058
2.7 其他稀土有机- 无机杂化发光材料 059
2.7.1 稀土配合物插层发光材料 060
2.7.2 稀土配合物- 离子液体杂化发光材料 063
参考文献 065
第3章白光LED稀土发光材料073
尤洪鹏
（中国科学院长春应用化学研究所）
3.1 概述 074
3.1.1 白光LED 的发光原理 075
3.1.2 白光LED 稀土发光材料的特性 077
3.2 铝酸盐体系发光材料 079
3.2.1 YAG：Ce3+ 系列发光材料 079
3.2.2 Sr3AlO4F：RE（RE=Eu，Tb，Er，Tm，Ce）系列发光材料 081
3.2.3 LaSr2AlO5：Ce3+ 黄色发光材料 083
3.2.4 BaAl2O4：Eu2+黄色发光材料 084
3.3 硅酸盐体系发光材料 086
3.3.1 Li2SrSiO4：Eu2+发光材料 088
3.3.2 Ca3Sc2Si3O12：Ce3+ 发光材料 089
3.3.3 (Ca,Sr)7(SiO3)6Cl2：Eu2+发光材料 090
3.3.4 K2Ba7Si16O40：Eu2+发光材料 091
3.4 磷酸盐体系发光材料 093
3.4.1 稀土掺杂的ABPO4 095
3.4.2 Sr3GdNa(PO4)3F：Eu2+,Mn2+ 097
3.4.3 Ba3LaNa(PO4)3F：Eu2+,Tb3+ 098
3.5 氮（氧）化物发光材料 099
3.5.1 SrAlSi4N7：Eu2+发光材料 102
3.5.2 M[LiAl3N4]：Eu2+(M=Sr，Ca) 发光材料 103
3.5.3 (Ca， Sr)[Mg3SiN4]：RE 发光材料 105
3.6 白光LED 稀土发光材料的应用 107
3.6.1 Ce3+ 激活的稀土石榴石基发光材料 107
3.6.2 Eu2+激活的碱土硅酸盐发光材料 109
3.6.3 Eu2+激活的氮化物发光材料 110
3.6.4 Eu2+激活的氮氧化物发光材料 115
参考文献 119
第4章稀土上转换发光纳米材料133
李富友
（复旦大学化学系）
4.1 概述 134
4.1.1 稀土上转换发光纳米材料的几种上转换发光机制 134
4.1.2 稀土上转换发光纳米材料的组成 137
4.1.3 影响上转换发光效率的因素 139
4.1.4 影响上转换发射颜色的因素 140
4.2 稀土上转换发光纳米材料的制备方法 143
4.2.1 水热/ 高沸点溶剂热法 143
4.2.2 高温热分解法 144
4.2.3 其他方法 144
4.3 稀土上转换发光纳米材料的表面修饰 145
4.3.1 两步法合成亲水的稀土上转换发光纳米材料 145
4.3.2 一步法合成亲水的稀土上转换发光纳米材料 148
4.3.3 稀土上转换发光纳米材料的表面功能化 149
4.4 稀土上转换发光纳米材料在生物医学领域的应用 151
4.4.1 在分子检测中的应用 151
4.4.2 在细胞和活体荧光成像上的应用 152
参考文献 164
第5章场发射显示器用稀土发光材料171
林君，程子泳
（中国科学院长春应用化学研究所）
5.1 概述 172
5.1.1 场发射显示器的工作原理及研究进展 173
5.1.2 场发射显示对发光材料的要求 175
5.1.3 FED 常用的发光材料 176
5.2 FED 用发光材料的合成 177
5.2.1 Pechini 溶胶- 凝胶法 178
5.2.2 沉淀法 180
5.2.3 水热/ 溶剂热法 182
5.2.4 静电纺丝法 185
5.2.5 喷雾热解法 187
5.2.6 构建核壳结构 188
5.3 FED 用发光材料的性能调控与优化 190
5.3.1 材料组分的优化 190
5.3.2 导电性的提高 193
5.3.3 稳定性的提高 208
5.4 薄膜和图案化FED 发光材料 210
5.4.1 软石印技术 211
5.4.2 喷墨打印法 214
5.5 总结与展望 217
参考文献 217
第6章稀土单分子磁性材料223
唐金魁，张鹏，王炳武，高松
（中国科学院长春应用化学研究所，
北京大学化学与分子工程学院）
6.1 单分子磁体的理论基础 226
6.1.1 弛豫动态学 226
6.1.2 各向异性能垒 232
6.2 稀土单分子磁体 235
6.2.1 镧系离子的磁学性质 236
6.2.2 静电排斥模型 238
6.2.3 理论计算 240
6.2.4 先进实验测试方法 241
6.3 稀土单离子分子磁体 247
6.3.1 量子隧穿 248
6.3.2 双酞菁夹心稀土单离子分子磁体 249
6.3.3 多酸类稀土单离子分子磁体 251
6.3.4 β - 二酮类单离子分子磁体 252
6.3.5 金属有机类单离子分子磁体 254
6.4 双核稀土单分子磁体 256
6.4.1 N23- 自由基桥联的双核稀土单分子磁体 257
6.4.2 源于酰腙配体的不对称双核稀土单分子磁体 258
6.4.3 各向异性磁相互作用 258
6.4.4 桥联配体的选择 260
6.5 多核稀土单分子磁体 262
6.5.1 单分子磁环（SMT） 262
6.5.2 高能垒多核稀土单分子磁体 265
参考文献 267
第7章稀土巨磁电阻材料277
孟健，刘孝娟
（中国科学院长春应用化学研究所）
7.1 巨磁电阻效应 278
7.2 稀土在设计半金属性（half-metal）巨磁电阻材料中的特殊应用 279
7.3 HM稀土巨磁电阻材料的计算机理论模拟 280
7.3.1 密度泛函理论概述 280
7.3.2 LDA+U 及GGA+U 法 284
7.3.3 稀土诱导的半金属性质及其对磁性的微调谐 285
7.3.4 稀土对扩展超交换磁耦合强度的微调谐 288
7.3.5 外延应力对HM 稀土巨磁电阻材料的性能影响 290
7.4 稀土在巨磁电阻材料中应用的实验研究 293
7.4.1 阳离子有序度的微调控 293
7.4.2 阳离子有序度对磁耦合性能的影响 299
7.5 稀土对磁介电材料结构及电性能的影响 301
7.5.1 稀土离子镧系收缩对晶体结构和磁性质的影响 301
7.5.2 稀土镧系收缩对介电性能的影响 305
参考文献 307
第8章稀土陶瓷材料313
施伟东，宋术岩
（江苏大学化学化工学院，中国科
学院长春应用化学研究所）
8.1 稀土在陶瓷中的作用机理 314
8.2 稀土改性超导陶瓷 316
8.3 稀土改性压电陶瓷 318
8.4 稀土改性导电陶瓷 319
8.5 稀土改性介电陶瓷 320
8.6 稀土改性敏感陶瓷 321
8.7 稀土改性透明陶瓷 323
8.8 稀土陶瓷在其他方面的应用 325
参考文献 326
第9章稀土催化材料329
宋卫国，曹昌燕
（中国科学院化学研究所）
9.1 稀土元素在催化剂中的作用机理 330
9.2 稀土催化剂在工业废气净化中的应用 332
9.2.1 稀土催化剂在烟气脱硫、脱硝中的应用 333
9.2.2 稀土催化材料在工业废气和人居环境净化中的应用 334
9.3 稀土催化剂在汽车尾气净化中的应用 338
9.3.1 储放氧材料 339
9.3.2 碳氢低温起燃催化剂 339
9.3.3 碳烟氧化催化剂 340
9.3.4 NH3-SCR催化材料 341
9.4 稀土催化剂在光催化环境净化中的应用 342
9.4.1 在气相污染物光催化净化中的应用 343
9.4.2 在光催化氧化水体中有机污染物中的应用 345
9.4.3 在灭菌杀毒中的应用 346
参考文献 347
0 章稀土电化学能源材料353
林静，梁飞，王立民，常志文，张新波
（中国科学院长春应用化学研究所）
10.1 稀土纳米材料在镍氢电池中的应用 354
10.1.1 镍氢电池的工作原理 354
10.1.2 稀土纳米材料在镍氢电池负极材料中的应用 355
10.1.3 镍氢电池负极材料的回收 356
10.2 稀土纳米材料在锂电池中的应用 358
10.2.1 锂离子电池的工作原理 358
10.2.2 稀土掺杂在锂离子电池电极材料中的应用 359
10.2.3 稀土纳米材料在锂-空气电池中的应用 360
10.3 稀土纳米材料在固体氧化物燃料电池中的应用 365
10.3.1 固体氧化物燃料电池的工作原理 365
10.3.2 稀土在电解质材料中的应用 366
10.3.3 稀土在阴极材料中的应用 367
10.3.4 稀土在阳极材料中的应用 368
10.3.5 稀土在连接材料中的应用 368
10.4 稀土纳米材料在超级电容器中的应用 368
参考文献 371
索引 375
内容摘要
本书依据作者研究团队以及国内外稀土纳米材料的近期新研究进展，从稀土元素的特点和性质出发，系统介绍了稀土有机- 无机杂化发光纳米材料、白光LED 稀土发光材料、稀土上转换发光纳米材料、场发射显示器用稀土发光材料、稀土单分子磁性材料、稀土巨磁电阻材料、稀土陶瓷材料、稀土催化材料以及稀土电化学能源材料，内容涵盖稀土纳米材料在光、电、磁、催化等领域的应用。
本书可供从事稀土纳米材料及其相关领域的研究人员及高等院校相关专业师生参考使用。
主编推荐
1.《纳米材料前沿》是国内近10位院士和20余位长江学者、杰青共同完成的大型出版项目，是国家出版基金项目，十三五国家重点图书。本书为其中一个分册。
2.本书为综述性专著，从基础到应用，系统介绍了稀土纳米材料近年来的研究进展。
3.全书采用铜版纸，彩色印刷，清晰直观地展现了各类稀土材料的结构、模拟及表征结果。阅读体验极大提升。
精彩内容
纳米材料是国家战略前沿重要研究领域。《中华人民共和国国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要》中明确要求：“推动战略前沿领域创新突破，加快突破新一代信息通信、新能源、新材料、航空航天、生物医药、智能制造等领域核心技术。”发展纳米材料对上述领域具有重要推动作用。从“十五”期间开始，我国纳米材料研究呈现出快速发展的势头，尤其是近年来，我国对纳米材料的研究一直保持高速发展，应用研究屡见报道，基础研究成果精彩纷呈，其中若干成果处于国际领先水平。例如，作为基础研究成果的重要标志之一，我国自2013 年开始，在纳米科技研究领域发表的SCI 论文数量超过美国，跃居世界。
在此背景下，我受化学工业出版社的邀请，组织纳米材料研究领域的有关专家编写了“纳米材料前沿”丛书。编写此丛书的目的是为了及时总结纳米材料领域的最新研究工作，反映国内外学术界尤其是我国从事纳米材料研究的科学家们近年来有关纳米材料的最新研究进展，展示和传播重要研究成果，促进学术交流，推动基础研究和应用基础研究，为引导广大科技工作者开展纳米材料的创新性工作，起到一定的借鉴和参考作用。
类似有关纳米材料研究的丛书其他出版社也有出版发行，本丛书与其他丛书的不同之处是，选题尽量集中系统，内容偏重近年来有影响、有特色的新颖研究成果，聚焦在纳米材料研究的前沿和热点，同时关注纳米新材料的产业战略需求。丛书共计十二分册，每一分册均较全面、系统地介绍了相关纳米材料的研究现状和学科前沿，纳米材料制备的方法学，材料形貌、结构和性质的调控技术，常用研究特定纳米材料的结构和性质的手段与典型研究结果，以及结构和性质的优化策略等，并介绍了相关纳米材料在信息、生物医药、环境、能源等领域的前期探索性应用研究。
丛书的编写，得到化学及材料研究领域的多位著名学者的大力支持和积极响应，陈小明、成会明、刘云圻、孙世刚、张洪杰、顾忠泽、王训、杨卫民、张立群、唐智勇、王春儒、王树等专家欣然应允分别担任分册组织人员，各位作者不懈努力、齐心协力，才使丛书得以问世。因此，丛书的出版是各分册作者辛勤劳动的结果，是大家智慧的结晶。另外，丛书的出版得益于化学工业出版社的支持，得益于国家出版基金对丛书出版的资助，在此一并致以谢意。
众所周知，纳米材料研究范围所涉甚广，精彩研究成果层出不穷。愿本丛书的出版，对纳米材料研究领域能够起到锦上添花的作用，并期待推进战略性新兴产业的发展。
万立骏
识于北京中关村
2017年7月18日
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