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分子筛与多孔材料化学(第二版)


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分子筛与多孔材料化学(第二版)
  • 书号:9787030418364
    作者:徐如人,庞文琴,霍启升等
  • 外文书名:
  • 丛书名:纳米科学与技术
  • 装帧:圆脊精装
    开本:B5
  • 页数:
    字数:
    语种:
  • 出版社:
    出版时间:2014-12-22
  • 所属分类:
  • 定价: ¥208.00元
    售价: ¥208.00元
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本书是在第一版的基础上,保持以分子筛与多孔材料的合成化学与结构化学为主线,兼顾基础与发展前沿并重的体系,总结本领域十年(2004~2013)来的进步与发展,在大幅更新与删改原有章节内容的基础上,再新增加“等级孔材料”与“金属有机与有机骨架多孔材料”两章。整体反映本领域的最新进展,新增十年(2004~2013)来的参考文献近千篇。
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    第二版前言 第—版前言
    第1章绪论....................................................................................1
    1.1多孔物质的演变与发展.........................................................2

    1.1.1从天然沸石到人工合成沸石................................................2

    1.1.2从低硅沸石到高硅沸石......................................................5

    1.1.3从沸石分子筛到磷酸铝分子筛与微孔磷酸盐..............................7

    1.1.4从12元环微孔到超大微孔...................................................8

    1.1.5从超大纖到介孔............................................................9

    1.1.6从无机多孔骨架到多孔金属有机骨架....................................1"

    1.1.7多孔有机材料的兴起......................................................11

    1.2主要細领与发I前景......................................................12

    1.2.1微孔分子筛的应用领域与发展前景.......................................13

    1.2.2介孔材料的主要应用领域与发展前景....................................14

    1.2.3多(等)级孔材料的兴起与其发展前景....................................15

    1.2.4多孔金属有机骨架材料的特点与主要应用领域...........................16

    1.3分子筛与多孔材料化学的发展................................................17

    1.3.1从造孔合成化学向多孔材料的分子工程学的发展........................17

    1.3.2多孔催化研究领域的发展...................................................19

    1.4分子筛与多孔材料化学有关的专著,国际会议论文集和期刊.........2"

    1.4.1 国际上的重要专著(2000?2013年).......................................2"

    1.4.2我国专著.....................................................................21

    1.4.3手册类图表集...............................................................21

    1.4.4国际沸石分子筛会议(IZC)论文集 .......................................22

    1.4.5主要的国际性期刊.........................................................24

    参考文献.................................................................................24

    第2章分子筛微孔晶体的结构化学...................................................26

    2.1 引言.................................................................................26
    2.2分子筛多孔晶体的结构构筑...................................................35

    2. 2. 1 基本结构单元...............................................................35

    2.2.2骨架拓扑结构...............................................................43

    2.2.3分子筛结构的基本解析方法................................................47

    2.3 分子筛结构的组成...............................................................49

    2.3.1骨架的组成..................................................................49

    2.3.2阳离子在结构中的分布与位置.............................................52

    2.3.3 结构导向剂的种类.........................................................55

    2. 4 典型的分子筛结构...............................................................57

    2.4.1经典分子筛结构............................................................58

    2.4.2新型分子筛结构............................................................68

    2.4.3共生(无序)结构分子筛...................................................77

    2.5类分子筛无机开放骨架化合物的结构.......................................85

    2.5.1超大孔与手性开放骨架磷酸盐化合物....................................85

    2.5.2超大孔与手性开放骨架亚磷酸盐化合物.................................95

    2.5.3超大孔与手性开放骨架锗酸盐化合物....................................99

    2.6结束语...........................................................................103

    参考文献.................................................................................104

    第3章微孔化合物的合成化学(上篇)一基本规律与合成路线...............111

    3.1水(溶剂)热合成基础.........................................................111

    3.1.1水(溶剂)热合成反应的特点.............................................111

    3.1.2反应介质的性质.........................................................113

    3.1.3水(溶剂)热合成技术......................................................115

    3.1.4水(溶剂)热路线在微孔晶体合成与多孔材料制备中的应用概况……116

    3.2微孔化合物的合成路线与基本合成规律.................................116

    3.2.1沸石的水热合成路线......................................................117

    3.2.2磷酸铝的溶剂热合成路线................................................132

    3.2.3微孔化合物的离子热合成路线..........................................141

    3.2.4微波辐射下的分子筛晶化合成..........................................144

    3.2.5氟离子存在下的水热合成路线..........................................147

    3.2.6二维层状的增维合成......................................................150

    3.2.7沸石合成的绿色路线......................................................153

    3.2.8-些特殊合成路线.........................................................154

    3.2.9组合合成方法与技术在纖化合物合成中的应用.....................156
    3.3若干重要分子筛的合成实例................................................158

    3.3.1Lmde-A(LTA)型分子筛................................................158

    3.3.2八面沸石(FAU)型分子筛................................................159

    3.3.3丝光沸石(MOR)型分子筛................................................162

    3.3.4 ZSM-5 型分子筛.........................................................163

    3.3.5 )型分子筛 ...............................................................164

    3.3.6 AlPOt-5 分子筛............................................................165

    3.3.7 AlPO4-11 分子筛.........................................................166

    3.3.8 SAPO-31 型分子筛......................................................167

    3.3.9 SAPO-34 型分子筛......................................................168

    3.3.10 TS-1 型分子筛............................................................169

    参考文献.................................................................................170

    第4章微孔化合物的合成化学(下篇)——特殊类型、结构与聚集形态微孔

    化合物..............................................................................176

    4.1特殊类型与结构微孔化合物的合成化学.................................176

    4.1.1微孔过渡金属磷酸盐......................................................176

    4.1.2锗硅(铝、镓)酸盐分子筛与微孔化合物.................................179

    4.1.3含氮/碳原子微孔骨架分子筛.............................................183

    4.1.4超大微孔化合物 .........................................................186

    4.1.5具有交叉或内联结孔道结构的类沸石分子筛...........................190

    4.1.6层柱型微孔材料 .........................................................194

    4.1.7微孔手性催化材料.........................................................196

    4.1.8微孔共生复合结构.........................................................202

    4.2特殊雜形微孔化合物的合成化学....................................205

    4.2.1单晶与完美晶体.........................................................205

    4.2.2纳米晶与超细微粒.........................................................213

    4.2.3分子筛膜的制备.........................................................217

    4.2.4外模板作用下具有特定聚集形态微孔材料的合成.....................224

    参考文献.................................................................................225

    第5章微孔化合物的晶化...............................................................232

    5.1沸石晶化原料的结构与制备................................................232

    5.1.1常用硅源..................................................................232

    5.1.2常用铝源..................................................................243

    5. 2沸石的晶化过程...............................................................244
    5.2.1液相机理..................................................................245

    5.2.2液相晶化过程中两个重要阶段的认识....................................249

    5.2.3 固相机理..................................................................252

    5.3微孔骨架结构晶化中的模板作用..........................................254

    5.3.1模板剂(结构导向剂)的种类.............................................256

    5.3.2模板(结构导向)效应的分类.............................................261

    5.4微孔晶体成核与体生长...................................................276

    5.4.1经典成核舰 ............................................................276

    5.4.2无机微孔晶体晶化过程中的成核.......................................279

    5.4.3晶体生长..................................................................283

    5.4.4理论计算与模拟 .........................................................288

    5.4.5微孔化合物生成机理研究新进展 .......................................288

    5. 4. 6晶化过程及反应机理研究中的关键科学问题一结构导向与组装晶化

    ..............................................................................298

    5.5微孔化合物晶棚酿中的征术.................................299

    5.5.1 非原位表征 ...............................................................299

    5.5. 2 原位表征 ..................................................................308

    5.6结论与展望.....................................................................319

    参考文献.................................................................................319

    第6章分子筛的制备、修饰与改性...................................................326

    6. 1分子筛的制备——微孔化合物的脱模....................................326

    6.1.1高温灼烧法...............................................................326

    6.1.2化学反应法...............................................................327

    6.1.3溶剂萃取法...............................................................329

    6.2 “二次合成”的概述............................................................331

    6.3沸石分子筛的阳离子交换改性.............................................332

    6.3.1沸石分子筛阳离子交换的一些基本规律.................................332

    6.3.2 LTA型沸石的离子交换改性.............................................336

    6.3.3 FAU型分子筛的离子交换改性..........................................341

    6.3.4高温固相离子交换反应...................................................344

    6. 4沸石分子筛的脱铝改性......................................................345

    6.4.1沸石分子筛的脱铝路线与方法..........................................346

    6.4.2高温水热下的脱铝与超稳化.............................................346

    6.4.3沸石分子筛的化学法脱铝补硅..........................................351
    6.4.4沸石分子筛的脱硼补硅表面疏水化.......................................358

    6.5分子筛骨架的杂原子同晶置换.............................................359

    6.5.1分子筛的镓化——液-固相同晶置换法.................................360

    6.5.2含钛分子筛的二次合成——气-固相同晶置换法........................362

    6.5. 3 分子筛的氮化 ............................................................365

    6.5.4杂原子分子筛的高温水蒸气“脱杂”.......................................365

    6.6沸石分子筛的孔道和表面修饰.............................................366

    6.6.1阳离子交换法............................................................367

    6.6.2 孔道修饰法...............................................................367

    6.6.3外表面修饰法 ............................................................370

    参考文献.................................................................................377

    第7章无机微孔晶体材料的结构设计与定向合成.................................380

    7.1引言..............................................................................380

    7.2无机孔晶体结构设计的舰方法.......................................380

    7.2.1模拟退火原子组装法......................................................381

    7.2.2以二维网层组装三维骨架结构..........................................384

    7.2.3以次级结构单元组装分子筛骨架(AASBU).............................. 390

    7.2.4限定禁区原子组装分子筛骨架..........................................395

    7.2.5基于遗传算法预测分子筛骨架..........................................403

    7.2.6基于密度图产生分子筛骨架.............................................404

    7.2.7判断分子筛结构合理性的规则..........................................407

    7.3无机孔晶体材定向合成的方去与途径..............................411

    7.3.1基于模板作用的定向合成路线..........................................412

    7.3.2基于杂原子取代作用的定向合成路线....................................424

    7.3.3基于拓扑学转化的定向合成路线.......................................434

    7.4 展望..............................................................................438

    参考文献.................................................................................439

    第8章介孔材料:合成、结构及性能表征.............................................445

    8.1引言..............................................................................445

    8.1.1 孔材料.....................................................................445

    8.1.2介孔材料与有序介孔材料................................................446

    8.1.3有序介孔材料的合成背景................................................449

    8.2有序介孔材料的合成特征与生成机理....................................452

    8.2.1介孔材料合成的基本特征................................................452
    8.2.2六方结构介孔材料的发现:历史与经验.................................453

    8.2.3介观结构组装体系:有机和无机之间的相互作用方式..................455

    8.2.4介观结构的生成机理:液晶模板机理和协同作用机理..................458

    8.2.5表面活性剂的有效堆积参数贫..........................................464

    8.2.6介观结构组装的物理化学过程..........................................466

    8.3介孔氧化硅与硅酸盐:结构与材料的合成.................................468

    8.3.1介孔氧化硅材料的合成与结构特点及表征手段........................468

    8. 3. 2 M41S 系列介孔材料:MCM-41 和 MCM-48 .............................. 472

    8.3.3酸性体系中介孔二氧化桂的合成.......................................476

    8.3.4具有笼形结构的介孔材料................................................478

    8.3.5 六方结构 MCM-41 的变体 SBA-8 和 KSW-2 ........................... 485

    8.3.6两亲嵌段共聚物作为模板剂的合成.......................................486

    8.3.7阴离子表面活性剂作为模板剂的合成....................................490

    8.3.8模板剂的扩展:新介观结构的合成.......................................494

    8.3.9通过电子晶体学方法进行结构分析.......................................496

    8. 4介孔有机氧化硅材料.........................................................499

    8.4.1后嫁接与直接合成.........................................................500

    8.4.2有机氧化硅介孔材料的特殊性质.......................................502

    8.4.3手性介孔材料............................................................507

    8.5硬模板合成技术,非氧化硅介孔材料和有序介孔碳材料...............511

    8. 5. 1 有序介孔碳材料 .........................................................511

    8.5.2非氧化硅介孔材料.........................................................514

    8.5.3硬模板合成技术的广泛应用.............................................515

    8. 6合成策略与合成规律.........................................................516

    8.6.1 合成方法与体系 .........................................................516

    8.6.2介孔孔径的大小与孔径调节方法.......................................517

    8.6.3氧化硅基介孔材料的稳定化.............................................518

    8.6.4 合成后水热处理 .........................................................518

    8. 6. 5沸石纳米粒子的组装......................................................520

    8.6.6酸碱对路线的自我调节合成.............................................521

    8.6.7相变及其控制............................................................522

    8.6.8脱除表面活性剂 .........................................................523

    8.6.9介孔的控制修饰制备微孔-介孔材料....................................524

    8.6.10 主要合成影响因素......................................................525
    8.6.11 化学修饰与改性.........................................................525

    8.7介孔材料的形体控制.........................................................526

    8.7.1介孔材料的微观形貌与“单晶” ..........................................526

    8.7.2 膜...........................................................................527

    8.7.3 纤维........................................................................531

    8.7. 4 单块........................................................................534

    8.7.5 纳米粒子..................................................................536

    8.8-些应用研究进展............................................................541

    8.8.1催化剂及催化剂载体......................................................541

    8.8.2酶、蛋白质等的固定和分离................................................542

    8.8.3介孔二氧化桂纳米粒子在医药领域的应用..............................542

    8.8.4在环境领域的应用.........................................................544

    8.9介孔材料研究面临的挑战与展望..........................................545

    参考文献.................................................................................546

    第9章多孔复合材料.....................................................................558

    9.1多孔材料中的金属簇.........................................................559

    9.1.1金属簇的定义和特点......................................................559

    9.1.2金属簇的制备方法.........................................................559

    9.1.3多孔材料中的碱金属簇...................................................561

    9.1.4多孔材料中的贵金属簇...................................................564

    9.1.5多孔材料中的过渡金属离子及金属簇....................................566

    9.1. 6 其他金属簇 ...............................................................567

    9.2多孔材料中的半导体纳米粒子.............................................568

    9.2.1多孔材料中纳米粒子的制备方法.......................................569

    9.2.2多孔材料中纳米粒子的特点与应用.......................................571

    9.3多孔材料中的碳物质.........................................................572

    9.3.1以多孔材料为主体制备多孔碳..........................................572

    9.3.2多孔材料中组装富勒烯...................................................574

    9.3.3多孔材料中生长碳纳米管................................................574

    9. 4多孔材料与有机分子和聚合物的复合....................................576

    9. 5多孔材料中组装金属配合物................................................577

    9.5.1金属-吡啶类配合物的组装................................................578

    9.5.2金属-S6ff碱配合物的组装.............................................581

    9.5.3卟啉、酞菁类配合物的组装................................................583
    9.5.4其他金属配合物与多孔材料的组装复合.................................585

    9. 6多孔主体雜功能性化合物................................................587

    9.6.1 多孔材料中的染料.........................................................587

    9.6.2多孔材料中的荧光物质...................................................591

    9.6.3多孔材料中的药物分子...................................................592

    9.7多孔软晶体(金属有机多孔配位聚合物)作为多孔主体...............593

    参考文献.................................................................................594

    第10章等级孔材料.....................................................................599

    10.1 引言..............................................................................599

    10.1.1从自开始:天然等级孔材料与合成材料的对比.....................599

    10.1.2等级孔材料的合成和应用................................................602
    10.2等级孔材料的合成方法......................................................605
    10.2.1 表面活性剂模板法 607
    10.2.2 纳米浇铸 608
    10.2.3 胶体晶体模板法 609
    10.2.4 仿生法 610
    10.2.5 超临界流体 613
    10.2.6 大孔聚合物模板法 615
    10.2.7 乳液模板法 616
    10.2.8 冷冻干燥 618
    10.2.+ 水弥散自组装 621
    10.2.10 选择性流失 622
    10.2.11 相分离 624
    10.2.12 沸石化 625
    10.2.13 复制 627
    10.2.14 溶胶-凝胶控制 629
    10.2.15 后处理 630
    10.2.16 自组装 631

    10.3 材料形貌........................................................................634
    10.3.1 零维球状..................................................................634

    10. 3. 2 一维纤维状...............................................................638

    10.3.3 二维层状..................................................................639

    10.3.4 三维孔状..................................................................640

    10. 4 等级孔结构.....................................................................641
    10.4.1双重微孔结构............................................................642

    10.4.2微孔-介孔结构............................................................643

    10.4.3微孔-大孔结构............................................................644

    10.4.4微孔-介孔-大孔结构......................................................645

    10. 4. 5 双重介孔结构............................................................647

    10.4.6介孔-大孔结构............................................................648

    10. 4. 7 双重大孔结构............................................................650

    10.5 应用..............................................................................652

    10.5.1 催化.....................................................................652

    10. 5. 2吸附和分离...............................................................655

    10.5.3 能源.....................................................................658

    10.5.4 生命科学..................................................................662

    10.6 小结..............................................................................664

    参考文献.................................................................................665

    第11章金属有机与有机骨架多孔材料.............................................674

    11.1金属有机骨架多孔材料的发展.............................................674

    11.2金属有机骨架多孔材料的结构.............................................681

    11.2.1金属有机骨架多孔材料的结构解析....................................681

    11.2.2次级结构单元............................................................683

    11.3金属有机骨架多孔材料的合成.............................................685

    11.3.1传统的合成方法.........................................................685

    11.3.2 微波法.....................................................................686

    11.3.3电化学法..................................................................686

    11.3.4 超声法.....................................................................686

    11.3.5机械化学法...............................................................687

    11.3.6 大规模工业生产.........................................................687

    11.4金属有机骨架多孔材料的性能.............................................687

    11.4.1金属有机骨架多孔材料的储氢和储甲烷性能研究.....................687

    11.4.2金属有机骨架多孔材料的二氧化碳捕获性能研究.....................691

    11.4.3金属有机骨架多孔材料的吸附分离性能研究...........................694

    11.5金属有机骨架多孔材料膜...................................................696

    11.5.1金属有机骨架多孔材料膜的制备方法.................................696

    11.5.2金属有机骨架多孔材料膜的应用.......................................697

    11.6有机骨架多孔材料的发展...................................................698
    11.7有机骨架多孔材料的分子设计.............................................699

    11.7.1结构单元的设计.........................................................699

    11.7.2分子模拟在有机骨架多孔材料分子设计中的应用.....................701

    11.8有机骨架多孔材料的合成策略.............................................705

    11.9有机骨架多孔材料的孔道表征及性质研究..............................708

    11.9.1有机骨架多孔材料的孔道表征方法....................................708

    11.9.2有机骨架多孔材料的吸附性质研究....................................709

    11.10存在的问题和展望.........................................................715

    参考文献.................................................................................716

    索引.............................................................................................722
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