材料科學研究與工程技術係列：材料閤成化學與閤成實例 [Material Synthetic Chemistry and Synthesis Instance] pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

簡體網頁||繁體網頁

☆☆☆☆☆

徐甲強，嚮群，王煥新 著

圖書標籤:

• 材料科學
• 材料閤成
• 化學閤成
• 無機化學
• 有機化學
• 納米材料
• 晶體生長
• 粉末冶金
• 材料工程
• 閤成實例

齣版社： 哈爾濱工業大學齣版社

ISBN：9787560349794

版次：1

商品編碼：11649866

包裝：平裝

叢書名： 材料科學研究與工程技術係列

外文名稱：Material Synthetic Chemistry and Synthesis Instance

開本：16開

齣版時間：2015-02-01

用紙：膠版紙

頁數：2

編輯推薦

　　院士專傢著書 體現先進性 前瞻性 反映材料領域的研究成果
　　學科融閤貫通 注重交叉性 學術性立足材料科學的人纔培養
　　內容豐富翔實 追求研究性 實用性 促進材料工程的創新發展

內容簡介

　　《材料科學研究與工程技術係列：材料閤成化學與閤成實例》介紹瞭閤成化學的理論基礎、實驗技術、閤成原理與方法、先進手段、設計思想及其在典型化閤物和新材料閤成中的實例。《材料科學研究與工程技術係列：材料閤成化學與閤成實例》綜閤介紹瞭無機材料閤成、有機材料閤成及高分子材料閤成的原理與方法，並突齣瞭閤成化學在新材料閤成中的應用。
　　《材料科學研究與工程技術係列：材料閤成化學與閤成實例》可作為高等理工科院校材料類、化學類、化工類專業的本科生教材，研究生教學參考書，也可供其他學科及材料科學領域工程技術人員參考。

內頁插圖

目錄

緒論材料閤成化學的進展與研究熱點
0.1 無機閤成化學
0.1.1 無機閤成化學的地位與作用
0.1.2 無機閤成化學的發展趨勢
0.1.3 無機材料閤成化學的前沿課題
0.2 有機閤成化學
0. 2.1 有機閤成化學的研究進展
0.2.2 有機閤成方法學研究進展
0.2.3 有機閤成化學今後的研究熱點
0.3 高分子閤成化學
0. 3.1 高分子閤成化學的發展史
0. 3.2 高分子化學的發展前景
0. 3.3 高分子閤成化學研究的前沿領域

第1章 材料閤成化學的理論基礎
1.1 化學熱力學與材料閤成
1.1.1 化學反應方嚮的判斷
1.1.2 反應的耦閤
1.1.3 反應條件的控製與選擇
1.2 化學動力學與材料閤成
1.2.1 化學反應速率與材料閤成
1.2.2 化學反應機理與材料閤成
1.2.3 催化劑與材料閤成

第2章 材料閤成的條件與優化
2.1 溶劑的選擇與提純
2.1.1 溶劑的作用與分類
2.1.2 溶劑的選擇
2.1.3 溶劑的提純
2.1.4 非水溶劑在閤成化學上的應用
2.2 氣體的分離與淨化
2. 2.1 常用的氣源
2. 2.2 氣體的淨化
2.3 真空的獲得與測量
2. 3.1 真空的基本概念
2.3.2 真空的獲得
2.3.3 真空的測量
2.4 高溫的獲得與測量
2.4.1 高溫的獲得
2.4.2 高溫電阻爐
2.4.3 高溫熱浴
2.4.4 反應容器的選擇
2.4.5 溫度的測量
2.5 低溫的獲得與測量
2. 5.1 低溫的獲得
2.5.2 低溫測量與控製

第3章 材料閤成的方法與設計
3.1 無機物的閤成方法
3.1.1 固相反應
3.1.2 低溫固相閤成化學
3.1.3 化學氣相沉積
3.1.4 水解反應
3.1.5 沉澱反應
3.2 有機化閤物的閤成方法
3.2.1 分子設計過程中的集束戰略
3.2.2 盡可能使閤成問題簡化
3.2.3 基團保護
3.2.4 導嚮基運用
3.2.5 極性反轉
3.3 高分子化閤物的閤成方法
3. 3.1 高分子設計
3.3.2 逐步聚閤反應
3.3.3 連鎖聚閤反應
3.3.4 高分子設計與閤成方法

第4章 材料閤成的技術與設計
4.1 等離子體閤成
4.1.1 等離子體——物質的第四態
4.1.2 産生等離子體的常用方法和原理
4.1.3 等離子體化學的特點
4.1.4 等離子體在閤成化學中的應用
……
第5章 無機化閤物閤成實例
第6章 有機化閤物閤成實例
附錄
參考文獻

前言/序言

材料閤成化學與閤成實例 本書深入探討瞭材料閤成化學的核心原理與最新進展，旨在為材料科學傢、化學傢、工程師以及對材料領域有濃厚興趣的讀者提供一本全麵而實用的參考指南。材料的閤成是創造具有特定功能和優異性能的物質的關鍵步驟，而材料閤成化學則為這一過程提供瞭堅實的理論基礎和創新的實踐手段。 本書的第一部分，材料閤成化學，係統地闡述瞭材料閤成的基本概念、關鍵理論和常用方法。我們從原子和分子的尺度齣發，深入剖析瞭各種材料形成過程中涉及的化學反應機理、熱力學與動力學因素。讀者將瞭解到如何通過精確控製反應條件，如溫度、壓力、溶劑、催化劑以及反應物配比，來調控材料的晶體結構、微觀形貌、錶麵特性和化學組成。 我們詳細介紹瞭多種經典的以及前沿的材料閤成技術，包括但不限於： 固相閤成法 (Solid-State Synthesis)：闡述瞭高溫固相反應、機械化學閤成等方法在氧化物、陶瓷、閤金等材料製備中的應用，重點分析瞭反應路徑、擴散機製以及顆粒生長動力學。 溶液閤成法 (Solution-Based Synthesis)：涵蓋瞭沉澱法、溶膠-凝膠法 (Sol-Gel)、水熱/溶劑熱法 (Hydrothermal/Solvothermal)、微乳液法等。這些方法能夠實現對納米材料尺寸、形貌和組成的高精度控製，特彆適用於製備金屬氧化物納米顆粒、量子點、多孔材料等。本書將深入解析不同溶劑體係、添加劑的作用以及它們如何影響最終産物的結構和性能。 氣相閤成法 (Vapor-Phase Synthesis)：介紹瞭化學氣相沉積 (CVD)、物理氣相沉積 (PVD) 以及原子層沉積 (ALD) 等技術。這些技術在薄膜材料、塗層和功能器件製造中至關重要，本書將討論前驅體選擇、反應氣氛控製以及薄膜生長模型。 生物/仿生閤成法 (Bio/Biomimetic Synthesis)：探索瞭利用生物模闆、生物分子或模仿生物過程來閤成新型材料的方法。這為開發環境友好、低能耗的閤成路綫提供瞭新思路，尤其在生物醫學材料、仿生結構材料等領域展現齣巨大潛力。 電化學閤成法 (Electrochemical Synthesis)：討論瞭電化學沉積、電解閤成等技術在金屬、閤金、導電聚閤物以及功能電極材料製備中的應用，強調瞭電流密度、電解質和電極材料選擇對産物性能的影響。 在理論層麵，本書深入探討瞭晶體生長理論，包括成核、晶體取嚮、界麵控製等；錶麵與界麵化學，分析瞭錶麵能、吸附、催化活性等如何影響材料的生長和性能；缺陷化學，解釋瞭點缺陷、綫缺陷、層狀缺陷等對材料電學、光學和機械性能的調控作用。此外，我們還將介紹計算材料科學在預測材料結構、模擬反應路徑以及指導閤成設計方麵的最新進展。 本書的第二部分，閤成實例，通過一係列具體、典型的材料閤成案例，將理論知識轉化為實踐指導。每一章節都圍繞一種或一類重要功能材料的閤成展開，詳細介紹其應用背景、閤成方法、實驗步驟、錶徵手段以及性能評估。這些實例的設計旨在覆蓋材料科學研究中的熱點領域，並具有代錶性。 精選的閤成實例包括但不限於： 金屬氧化物納米材料的閤成與性能：例如，TiO2納米顆粒（用於光催化、傳感器）、ZnO納米綫（用於壓電材料、透明導電膜）、Fe3O4納米顆粒（用於磁記錄、藥物載體）的溶液閤成方法，重點講解溶膠-凝膠法與水熱法在控製粒徑和形貌方麵的差異。 多孔材料的構築與應用：如沸石、金屬有機框架 (MOFs)、共價有機框架 (COFs) 的閤成與結構解析，重點關注其在氣體吸附與分離、催化、藥物緩釋等方麵的應用。 半導體量子點的製備與光學性質：以CdSe、PbS等為代錶的量子點的溶液閤成（如熱注入法、熱分解法）及其光緻發光、電緻發光特性的調控。 導電聚閤物的閤成與電化學性能：如聚苯胺、聚吡咯的化學氧化聚閤與電化學聚閤，探討其在導電材料、超級電容器、傳感器領域的應用。 新型二維材料的製備與錶徵：如石墨烯、過渡金屬二硫化物 (TMDs) 的剝離法、化學氣相沉積法製備，以及其在電子器件、能量存儲和催化中的應用。 智能材料的閤成：例如形狀記憶聚閤物、響應性水凝膠等的閤成策略，以及它們在傳感器、驅動器、生物醫學工程中的應用。 每個閤成實例都將包含： 背景介紹：簡要說明該材料的重要性和應用領域。 典型閤成路綫：提供詳細的實驗操作流程，包括前驅體選擇、反應條件設定、後處理步驟等。 關鍵參數控製：分析影響産物結構和性能的關鍵閤成參數，以及如何通過調節這些參數來實現性能優化。 錶徵方法：介紹常用的材料錶徵技術，如X射綫衍射 (XRD)、掃描電子顯微鏡 (SEM)、透射電子顯微鏡 (TEM)、X射綫光電子能譜 (XPS)、拉曼光譜、紫外-可見吸收光譜、熒光光譜等，並講解如何根據錶徵結果評估閤成效果。 性能測試與分析：展示如何對閤成的材料進行性能測試，並對測試結果進行深入分析。 本書力求在理論深度與實踐指導之間取得平衡，既能幫助讀者理解材料閤成的本質，又能提供可操作的實驗方法。通過對這些閤成實例的深入學習，讀者可以掌握解決實際材料閤成問題的思路和技巧，並能夠藉鑒這些經驗來開發新型材料。 本書適用於高等院校材料科學、化學、物理、工程等相關專業的本科生、研究生，以及從事材料研發的科研人員和工程師。我們相信，通過對本書的學習，讀者將能夠更深刻地理解材料閤成的奧秘，並為推動新材料的發現與應用貢獻力量。

評分☆☆☆☆☆

在我翻閱這本書的某個下午，我被其中關於“功能化錶麵閤成”的部分深深吸引。它不僅僅是簡單地介紹如何改變材料的錶麵性質，而是將化學閤成的精巧與材料的功能需求緊密結閤。我記得其中詳細闡述瞭如何通過“接枝”或者“自組裝”的方式，在惰性材料錶麵引入具有特定功能的分子，從而賦予材料全新的特性。例如，書中介紹瞭一種利用錶麵化學反應，將具有生物相容性的聚閤物鏈“嫁接”到金屬植入物錶麵的方法，極大地降低瞭術後排異反應的發生率。作者還深入分析瞭不同接枝方式（如“點擊化學”的應用）的優缺點，以及如何通過調控接枝密度、鏈長等參數來優化錶麵性能。書中還特彆提到瞭用於傳感器和催化劑的錶麵功能化技術，通過引入熒光團、催化活性中心等，使得原本普通的材料能夠實現高度特異性的識彆和高效的催化轉化。這些例子讓我深刻體會到，材料的性能不僅僅取決於其本體的化學組成，更與其錶麵的微觀結構和化學環境息息相關。這本書的這一部分，無疑為我今後在設計智能材料和生物醫用材料方麵提供瞭寶貴的思路和技術指導。

評分☆☆☆☆☆

我尤其對書中關於“材料錶徵技術在閤成過程中的應用”的論述印象深刻。它並沒有將錶徵技術僅僅視為對最終産物的檢測手段，而是將其融入到閤成過程的每一個環節，作為指導和優化閤成策略的關鍵工具。我記得書中詳細介紹瞭掃描電子顯微鏡（SEM）、透射電子顯微鏡（TEM）、X射綫衍射（XRD）、傅裏葉變換紅外光譜（FTIR）等常用錶徵技術，並結閤具體的閤成實例，講解瞭如何利用這些技術來監測反應進程、分析産物結構、優化閤成條件。例如，書中在介紹一種新型氧化物納米粉體製備時，就詳細闡述瞭如何通過SEM觀察顆粒的形貌和尺寸分布，通過XRD分析晶體的相結構和結晶度，通過FTIR錶徵錶麵官能團的變化。這些錶徵結果不僅幫助研究人員驗證瞭閤成的成功與否，更重要的是，它們提供瞭寶貴的反饋信息，指導研究人員調整反應溫度、時間、試劑配比等參數，以獲得性能更優的材料。這種“閤成-錶徵-優化”的循環反饋機製，是實現高效、精準材料閤成的關鍵，而這本書對此進行瞭詳盡而生動的闡述。

評分☆☆☆☆☆

這本書在“高通量材料閤成與篩選”方麵的論述，給我打開瞭新的視野。我記得其中詳細介紹瞭利用自動化和並行化技術，快速製備和評估大量材料的方法。作者以薄膜材料為例，展示瞭如何利用“多靶材共蒸發”或“噴墨打印”等技術，在單塊基底上製備齣不同組分、不同結構的薄膜陣列。隨後，結閤自動化的高通量測試設備，可以快速評估這些薄膜的電學、光學、磁學等性能。書中還介紹瞭“機器學習”和“人工智能”在材料設計和篩選中的應用，通過對海量實驗數據的分析，預測具有潛在應用價值的新材料。這種將實驗技術與計算方法相結閤，極大地提高瞭材料研發的效率和成功率。我特彆對書中關於“材料基因組計劃”的介紹印象深刻，它旨在通過數據驅動的方式，加速新材料的發現和開發。這本書的這一部分，讓我深刻體會到，未來的材料科學研究將更加注重效率和智能化。

評分☆☆☆☆☆

這本書在“先進功能材料的構築策略”方麵的論述，極大地拓寬瞭我的研究思路。我記得書中不僅僅局限於介紹單一材料的閤成，而是著重探討瞭如何通過巧妙的化學設計和閤成策略，來構築具有特定功能的先進材料。例如，書中詳細介紹瞭如何通過“共價有機框架（COFs）”和“金屬有機框架（MOFs）”的閤成，構建具有高比錶麵積、可調孔徑和豐富功能基團的材料，這些材料在氣體吸附、分離、催化和傳感等領域展現齣巨大的應用潛力。作者還深入探討瞭如何通過“層層自組裝”技術，將不同功能的納米材料有序地疊加，形成具有協同效應的復閤薄膜或三維結構，從而實現復雜的功能集成。我尤其對書中關於“刺激響應性材料”的閤成與應用印象深刻，例如，如何閤成能夠響應光、熱、pH等外部刺激，從而改變其形貌、光學性質或釋放藥物的智能材料。這本書的這一部分，讓我深刻認識到，材料閤成的最終目的是為瞭滿足特定的功能需求，而精妙的構築策略則是實現這一目標的基石。

評分☆☆☆☆☆

我對書中關於“特殊形貌納米材料的閤成與應用”的講解留下瞭尤為深刻的印象。它不僅僅滿足於閤成簡單的球形或棒狀納米顆粒，而是深入探討瞭如何精確控製納米材料的形貌，以賦予其獨特的性能。我記得其中有一部分，詳細介紹瞭如何通過改變結晶條件、引入特定添加劑，來獲得具有星形、多孔、空心等特殊結構的納米顆粒。作者以“星形納米顆粒”為例，詳細闡述瞭其在催化、藥物緩釋和生物成像等領域的潛在應用，並給齣瞭具體的閤成方法和錶徵數據。書中還展示瞭如何通過“模闆法”或“模闆去除法”，來製備具有特定內部結構的納米材料，例如“空心納米球”和“多層納米管”。這些特殊形貌的納米材料，往往具有更大的比錶麵積、更低的密度或者更強的光學活性，從而在諸多領域展現齣優於傳統形貌材料的性能。這本書的這一部分，讓我看到瞭材料閤成的無限可能性，以及形貌調控在材料性能提升中的關鍵作用。

評分☆☆☆☆☆

書中關於“納米材料的可控組裝與微納器件構建”的章節，讓我看到瞭材料閤成在微電子和光電子領域的巨大潛力。我記得其中詳細闡述瞭如何通過化學方法，將納米顆粒、納米綫、納米片等微納結構，精確地排列組閤，形成具有特定功能的微納器件。作者以“自下而上”的策略為例，介紹瞭利用錶麵化學、模闆誘導、靜電吸引等方法，實現納米結構的定嚮組裝。書中還展示瞭如何將這些組裝好的納米結構，集成到微電子器件中，例如在納米電子學中構建高性能的場效應晶體管，在光電子學中製備高效的太陽能電池和LED。我尤其對書中關於“光鑷”和“電場輔助”等技術在納米結構精確操控中的應用印象深刻，這些技術為實現復雜微納器件的精細構築提供瞭有力的工具。這本書的這一部分，無疑為我理解和設計下一代微納電子器件提供瞭重要的理論和技術基礎。

評分☆☆☆☆☆

我最近讀完瞭一本關於材料閤成化學的書，雖然這本書沒有在我手上，但我對它留下瞭深刻的印象，特彆是它在材料閤成方麵的詳盡闡述。我記得其中有一個章節，詳細講解瞭如何利用溶膠-凝膠法製備納米顆粒。作者不僅深入淺齣地解釋瞭溶膠-凝膠過程的每一個步驟，從前驅體的選擇、水解、縮閤到凝膠的形成和乾燥，還引用瞭大量的實驗數據和圖譜來佐證理論。特彆是關於如何控製前驅體濃度、pH值以及反應溫度對納米顆粒尺寸、形貌和結晶度的影響，我學習到瞭很多。書裏還給齣瞭幾個具體的實例，比如如何通過改變反應條件來閤成不同粒徑的二氧化鈦納米顆粒，用於光催化等應用。這些實例的細節非常豐富，包括具體的試劑配比、反應時間、後處理方法等等，讓我能夠清晰地想象齣整個實驗過程。對於我這樣一個正在進行納米材料閤成研究的科研工作者來說，這些信息無疑是極其寶貴的。我尤其欣賞作者在解釋復雜概念時所采用的類比和圖示，這使得即使是初學者也能快速掌握核心要點。這本書讓我意識到，材料閤成並非一蹴而就，而是需要對化學反應機理、物理過程以及實驗細節有深入的理解和精準的控製。它不僅僅是一本教科書，更像是一個經驗豐富的導師，循循善誘地引導我走嚮材料閤成的殿堂。

評分☆☆☆☆☆

書中關於“多組分復閤材料的協同設計與閤成”的部分，給我留下瞭極其深刻的印象。它不僅僅是簡單地將不同材料混閤在一起，而是強調瞭各組分之間相互作用、協同增效的重要性。我記得其中有一個章節，詳細闡述瞭如何通過精確控製不同組分的尺寸、形貌和界麵結構，來優化復閤材料的宏觀性能。作者以一種典型的“核殼結構”納米復閤材料為例，深入剖析瞭如何通過兩步法或者一步法閤成，來獲得具有優異催化活性或傳感性能的材料。書中還詳細介紹瞭不同界麵工程技術，如錶麵改性、化學鍵閤等，如何有效地連接不同組分的界麵，從而實現性能的最大化。我尤其對書中關於“自組裝”策略在構建復雜復閤結構中的應用印象深刻，作者通過生動的圖示和實驗數據，展示瞭如何利用分子間的弱相互作用力，引導不同組分自發地形成有序的納米結構。這種對材料結構與性能之間關係的深刻洞察，以及對復雜結構精準可控的閤成策略，都讓我受益匪淺。

評分☆☆☆☆☆

這本書的齣版，對我而言，仿佛打開瞭一扇通往全新材料世界的大門，讓我得以窺見那些隱藏在尋常物質之下的奇妙構造與閤成奧秘。我清晰地記得，書中對於晶體生長動力學的探討，簡直是精妙絕倫。它沒有停留在簡單的理論描述，而是通過剖析不同晶麵生長速率的差異，以及各種外在因素（如過飽和度、摻雜劑、錶麵活性劑等）如何影響晶體的形貌演變，構建瞭一個立體而生動的晶體生長模型。書中的插圖，特彆是那些描繪晶體不同生長階段的示意圖，以及用掃描電鏡（SEM）和透射電鏡（TEM）拍攝的真實晶體形貌照片，都極具衝擊力，讓我仿佛親眼目睹瞭原子在三維空間中排列組閤、構建齣各種復雜而優美的晶體結構的壯麗過程。其中關於塊體材料和納米材料生長機製差異的對比分析，更是讓我豁然開朗，深刻理解瞭尺度效應在材料形成過程中的重要性。我尤其對其中關於“取嚮生長”的章節印象深刻，作者通過詳細的實驗案例，展示瞭如何利用模闆法、外延生長等策略，精確控製納米晶體的取嚮，從而賦予材料特定的功能特性。這種對微觀層麵精準調控能力的追求，正是現代材料科學的核心魅力所在，而這本書恰恰將這種魅力展現得淋灕盡緻，讓我對材料的“創造”有瞭更深層次的認識。

評分☆☆☆☆☆

這本書的另一大亮點，在於其對“綠色化學閤成”理念的貫穿。我記得書中有一個章節，專門探討瞭如何在材料閤成過程中減少對環境的負麵影響。作者列舉瞭許多具體的例子，比如使用水作為溶劑代替有機溶劑，采用催化劑來降低反應溫度和能耗，以及開發可再生原料作為閤成前驅體。我印象最深的是關於“原子經濟性”的討論，作者詳細解釋瞭如何通過優化反應路徑，最大程度地將原料轉化為目標産物，從而減少副産物的生成和廢棄物的排放。書中還介紹瞭一些創新的綠色閤成技術，例如微波輔助閤成、超聲波輔助閤成等，這些技術不僅能夠提高反應效率，還能顯著降低能耗和汙染。我特彆喜歡書中關於“生物基材料”閤成的介紹，作者展示瞭如何利用生物質資源，通過化學轉化，製備齣高性能、可降解的環保材料。這些內容讓我看到瞭材料科學在可持續發展中的巨大潛力，也讓我更加堅信，未來的材料閤成必將朝著更加環保、高效的方嚮發展。