New Developments in Catalysis Research pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

出版者:Nova Science Pub Inc

作者:Bevy, Lawrence P. (EDT)

出品人:

页数:225

译者:

出版时间:

价格:150

装帧:HRD

isbn号码:9781594544408

丛书系列:

图书标签:

• Catalysis
• Heterogeneous Catalysis
• Homogeneous Catalysis
• Photocatalysis
• Electrocatalysis
• Nanocatalysis
• Green Chemistry
• Chemical Reactions
• Materials Science
• Applied Chemistry

催化科学新视野：面向可持续未来的前沿研究 图书简介 本书汇集了近年来催化科学领域取得的突破性进展，聚焦于应对全球能源、环境和资源挑战的前沿研究方向。本书旨在为化学家、材料科学家、化学工程师以及对绿色化学和可持续发展感兴趣的研究人员，提供一个全面而深入的视角，探讨新型催化剂的设计、合成、表征及其在关键化学转化中的应用。 第一部分：理论基础与计算催化 本部分深入探讨了现代催化研究的理论基石与计算工具的最新发展。 第一章：反应机理的深度解析与动态表征 本章详细阐述了理解催化反应过程的复杂性，从传统的活化能理论到现代的基于轨道理论和能带理论的解释。重点介绍了如何利用先进的计算方法，如密度泛函理论（DFT）、量子化学方法（QM）和分子动力学模拟（MD），精确预测过渡态结构、计算反应速率常数，并阐明复杂多相催化中的表面吸附与脱附过程。特别关注了如何通过“牵制-释放”机制、表面缺陷工程以及非贵金属中心的电子结构调控来优化催化活性和选择性。 第二章：机器学习与人工智能在催化剂筛选中的应用 随着数据科学的飞速发展，本章探讨了如何将机器学习（ML）和人工智能（AI）融入催化剂的研发流程。内容涵盖了高通量实验数据处理、描述符（Descriptor）的构建与选择，以及基于图神经网络（GNN）和深度学习模型对催化性能的预测。重点介绍了活性和稳定性预测模型，以及如何利用主动学习（Active Learning）策略，实现对最优催化剂结构的快速迭代和智能设计，从而大幅缩短研发周期。 第二部分：先进催化剂的设计与合成 本部分聚焦于新型功能化催化材料的创制，涵盖了从纳米结构调控到复杂框架材料的构建。 第三章：单原子催化剂（SACs）：精准调控与极限性能 单原子催化剂因其原子级利用率和独特的电子结构，成为研究热点。本章系统介绍了制备高分散度SACs的多种策略，包括原子层沉积（ALD）、热解法、辅助还原法以及锚定技术。详细讨论了载体材料（如碳基材料、金属氧化物、氮化碳）对单原子电子态的影响，以及如何通过调控配位环境和局部电子密度来优化C-H键活化、氮还原反应（NRR）和析氢反应（HER）中的性能。 第四章：金属有机框架（MOFs）与共价有机框架（COFs）的催化潜力 MOFs和COFs作为一类具有高比表面积、可设计孔道结构和明确活性位点的多孔材料，在多相催化中展现出巨大潜力。本章深入分析了如何通过后合成修饰（PSM）或原位生长策略，将金属纳米颗粒、单原子或有机小分子锚定于框架结构中。探讨了限域效应（Confinement Effect）如何影响反应的选择性，以及如何通过骨架结构的稳定性优化，实现催化剂在苛刻条件下的长期使用。 第五章：非贵金属催化剂的突破与挑战 在可持续发展的背景下，用储量丰富、成本低廉的非贵金属（如Fe, Co, Ni, Cu）替代贵金属是重要方向。本章聚焦于高活性非贵金属基催化剂的设计，尤其是在氧化还原反应、电催化还原CO2（CO2RR）以及有机小分子转化中的应用。探讨了如何通过设计特定的配体场环境和构建高缺陷结构来激发这些廉价金属的催化活性，并讨论了它们在面临失活机制（如氧化和团聚）时的结构稳定性问题。 第三部分：面向能源与环境的关键催化转化 本部分展示了前沿催化剂在解决现实世界重大问题中的实际应用。 第六章：电催化与光电催化：能源载体与燃料合成 本章重点关注利用可再生电力或太阳能驱动的催化过程。详细介绍了高效析氧反应（OER）、析氢反应（HER）和氧还原反应（ORR）的最新催化剂体系，尤其关注全水分解的高效电解池设计。此外，深入讨论了光电化学CO2还原技术，包括如何设计半导体光吸收材料与活性催化位点的耦合，以实现高选择性地将CO2转化为甲醇、甲酸或甲烷等高价值燃料。 第七章：生物质能的高效转化与升级 生物质作为可再生碳源，其高效利用是实现碳中和的关键。本章梳理了催化剂在生物质分级转化中的作用，包括纤维素、半纤维素和木质素的催化水解、脱水、脱羧和加氢反应。重点介绍了多功能催化剂（如酸碱协同位点催化剂）在一步法合成平台化学品（如羟甲基糠醛HMF、乳酸、生物燃料）中的应用及其机理优化。 第八章：环境催化：污染物的协同去除与资源化 本章探讨了催化技术在环境治理中的前沿应用。内容包括低温选择性催化氧化（SCR）中对NOx的去除，挥发性有机化合物（VOCs）的绿色氧化技术，以及利用新型氧化物或复合材料催化剂进行持久性有机污染物（POPs）的降解。特别关注了光催化技术在水体重金属离子还原和污染物矿化方面的进展，以及在污染物资源化过程中的催化剂设计策略。 总结与展望 本书的最后一节对当前催化研究的瓶颈进行了总结，并对未来十年催化科学的发展趋势进行了展望，强调了跨学科合作、原位/实时表征技术与计算模拟的深度融合，是驱动下一代高效、稳定、可持续催化剂创新的核心驱动力。 目标读者群体： 高级本科生、研究生、博士后研究人员、工业研发人员以及致力于可持续化学、材料科学和能源技术领域的专业人士。

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆