Adsorption and Transport at the Nanoscale pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:CRC Pr I Llc

作者:Quirke, Nick 编

出品人:

页数:200

译者:

出版时间:2005-12

价格:$ 166.05

装帧:HRD

isbn号码:9780415327015

丛书系列:

图书标签:

纳米吸附
纳米传输
界面科学
材料科学
纳米技术
表面化学
分子动力学
计算化学
吸附动力学
传质过程

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具体描述

Nanoporous materials are used widely in industry as adsorbents, particularly for applications where selective adsorption of one fluid component from a mixture is important. Nanoscale structures are of increasing interest for micro- and nanofluidic devices. Computational methods have an important role to play in characterizing, understanding, and designing such materials. "Adsorption and Transport at the Nanoscale" gives a survey of computational methods and their applications in this burgeoning field. Beginning with an overview of adsorption and transport phenomena at the nanoscale, this book details several important simulation techniques for characterization and modeling of nanomaterials and surfaces. Expert contributors from Europe, Asia, and the US discuss topics including: Monte Carlo simulation for modeling gas adsorption; Experimental and simulation studies of aniline in activated carbon fibers; Molecular simulation of templated mesoporous materials and adsorption of guest molecules in zeolitic materials; as well as computer simulation of isothermal mass transport in graphitic slit pores. These studies elucidate the chemical and physical phenomena while demonstrating how to perform the simulation techniques, illustrating their advantages, drawbacks, and limitations. A survey of recent progress in numerical simulation of nanomaterials, "Adsorption and Transport at the Nanoscale" explains the central role of molecular simulation in characterizing and designing novel materials and devices.

好的，这是一本关于纳米尺度吸附与传输过程的图书简介，重点描述了与您提到的书名《Adsorption and Transport at the Nanoscale》无关的内容，并力求详细和自然： --- 《晶体生长动力学与界面工程：从原子尺度到宏观性能的桥梁》内容简介本书深入探讨了现代材料科学与化学工程领域中一个至关重要但常常被忽视的交叉学科：晶体生长动力学与界面工程。我们聚焦于材料形成过程中，原子和分子如何在不同相界面上重新排列、聚集、并最终构筑出具有特定形貌、尺寸分布和缺陷结构的宏观晶体。本书旨在为研究人员、工程师以及高年级本科生提供一个全面、系统的理论框架和实验视角，理解并调控这一复杂过程。第一部分：晶体生长的基础热力学与动力学本部分奠定了理解晶体形成过程的理论基石。我们从经典的热力学角度出发，分析了成核（Nucleation）的驱动力与能垒，详细阐述了均相成核与非均相成核的差异及其在实际应用中的影响。重点讨论了吉布斯-汤姆逊效应（Gibbs-Thomson Effect）在纳米颗粒生长中的体现，以及如何通过精确控制过饱和度来影响初始晶核的数量与尺寸。随后，动力学部分深入剖析了原子尺度的加成机制。我们详细考察了表面扩散（Surface Diffusion）在晶面生长中的核心作用，区分了“螺旋生长机制”、“层状生长机制”以及适用于复杂晶体结构的“逐步加成机制”。通过引入伯格-朗格穆尔模型（Burgers-Langmuir Model）的修正版本，我们量化了不同晶面（如快生长晶面与慢生长晶面）的相对生长速率，为理解晶体最终形态的形成提供了数学工具。第二部分：界面能与缺陷结构控制晶体生长本质上是界面现象的累积。本书将大量篇幅用于解析固-液、固-气及固-固界面能的精确计算与实验表征。我们采用密度泛函理论（DFT）计算结合高分辨率透射电子显微镜（HRTEM）观察，探讨了特定高能晶面（如破碎面或孪晶面）的稳定性与重构行为。特别强调的是缺陷工程（Defect Engineering）。晶体中点缺陷（如空位、间隙原子）、线缺陷（如位错）和面缺陷（如晶界、孪晶界）对材料的宏观性能（如硬度、电导率、催化活性）具有决定性影响。我们系统分析了不同生长条件下（如冷却速率、杂质掺杂）引入特定缺陷的机制，并展示了如何通过引入“结构导向剂”（Structure-Directing Agents, SDA）来精确控制这些缺陷的分布与密度。例如，在沸石分子筛的合成中，SDA如何调控孔道结构的形成，从而实现对分子尺寸的筛分作用。第三部分：生长形态的调控与界面工程实践现代材料科学追求的不再是简单的晶体，而是具有特定功能的形貌结构。本部分聚焦于如何利用化学势梯度、温度梯度以及溶剂效应来引导晶体向特定方向生长。我们详细介绍了定向生长技术，包括： 1. 电化学沉积（Electrodeposition）：如何通过电流密度和电解液配方控制薄膜的晶粒取向和应力状态。 2. 溶液生长法（Solution Growth）：在水热和溶剂热条件下，如何利用表面活性剂或聚合物来选择性“毒化”或促进特定晶面的生长，从而实现晶体形状的塑形（Shape Control），例如合成出纳米棒、纳米片、星形或花状结构。 3. 固态反应与烧结：在高温处理中，晶界迁移与晶粒长大如何影响最终产品的密度和微观组织均匀性。书中引入了汉尼贝尔模型（Hannay’s Model）在界面驱动重构中的应用。第四部分：先进表征技术与计算模拟理解晶体生长，必须依赖尖端表征手段。本书涵盖了与生长过程紧密相关的多种原位（In-situ）和准原位（Quasi-in-situ）技术。重点讨论了原位X射线衍射（In-situ XRD）在监测实时相变和晶格应变中的应用，以及时间分辨电子显微镜（TR-TEM）在捕捉快速成核事件中的作用。在计算模拟方面，本书提供了关于如何运用分子动力学（MD）模拟来研究界面动力学，预测表面迁移率和扩散系数的实例。此外，探讨了相场法（Phase-Field Method）在模拟复杂晶体界面演化，如枝晶生长和孔隙演化中的优势与局限性。结论与展望《晶体生长动力学与界面工程：从原子尺度到宏观性能的桥梁》不仅是一本理论手册，更是一本面向应用的指南。通过对晶体生长这一基本过程的深度剖析，读者将能够更有效地设计和合成下一代高性能材料，无论是在能源存储（电池电极材料）、催化剂载体，还是在精密光学元件的制造领域，都将找到至关重要的科学依据。本书致力于弥合基础物理化学理论与实际材料制造之间的鸿沟。