黄金的催化作用-现象 原理 应用

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页数:276
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出版时间:2008-10
价格:45.00元
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isbn号码:9787030222510
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  • 能源
  • 材料科学
  • 化学
  • 催化
  • TQ化学工业
  • 黄金催化
  • 催化剂
  • 贵金属催化
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  • 材料化学
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  • 纳米催化
  • 工业催化
  • 绿色化学
  • 催化机理
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具体描述

《黄金的催化作用:现象原理应用》针对金的性质、金催化剂的制备与表征方法以及在众多化学反应中的催化作用效果进行了专门介绍,对不同反应中金催化剂的活性本质、催化作用机理及其应用方向进行了讨论,并对多相催化研究中的一些非严谨或错误性习惯提出了警示。

好的,这是一份关于《黄金的催化作用:现象、原理与应用》一书的图书简介,内容旨在详尽地介绍该主题,同时避免提及“黄金的催化作用”这一具体主题: 图书名称:《催化领域的革新:从微观机制到宏观影响》 图书简介 本书是一部全面而深入的专著,旨在剖析当代化学、材料科学及工程领域中至关重要的“催化”现象。全书以严谨的科学态度和前瞻性的视角,系统梳理了催化过程的底层机制、关键影响因素及其在现代工业中的广泛应用。本书不仅适用于专业研究人员和高级工程师,也为化学、材料学及相关专业的高年级本科生和研究生提供了一份权威性的参考读物。 第一部分:催化作用的理论基石与微观理解 本部分聚焦于催化作用的基础理论,为读者构建起理解复杂催化反应的坚实框架。 第一章:反应动力学与活化能的调控 催化反应的本质在于降低反应过程中的能量壁垒。本章从化学反应动力学的基本原理出发,详细阐述了过渡态理论、碰撞理论以及热力学与动力学的关联。重点探讨了催化剂如何通过稳定过渡态或提供替代反应路径,有效降低了反应的活化能。内容涵盖了初级速率常数、反应级数测定方法,以及在不同温度和压力条件下,动力学参数的精确表征技术。 第二章:表面科学与活性位点的几何效应 催化反应往往发生在固-液或固-气界面。本章深入探讨了催化剂的表面结构与性能之间的内在联系。我们详细分析了晶面效应、缺陷位点、晶界以及纳米尺度结构对反应活性的影响。通过先进的表面分析技术,如低能电子衍射(LEED)、扫描隧道显微镜(STM)和原子力显微镜(AFM),读者将得以直观理解活性位点(Active Site)的几何构型和电子结构如何决定其对特定反应底物的选择性。 第三章:电子结构与配位化学的电子效应 催化剂与反应物之间的相互作用,本质上是电子层面的重新排布。本章侧重于电子效应的解析,阐述了配位场理论、分子轨道理论(Frontier Molecular Orbital Theory)在解释催化选择性中的应用。讨论了如何通过改变催化剂的氧化态、d轨道填充情况以及配体环境,来精细调控吸附强度和反应中间体的稳定性。内容涉及密度泛函理论(DFT)计算在预测和优化催化性能中的关键作用。 第二部分:新型催化材料的创制与表征 本部分转向了面向应用的材料科学,聚焦于高性能催化剂的设计、合成与表征方法。 第四章:多相催化剂的设计与合成策略 多相催化剂的设计是一门融合了结构控制与功能优化的艺术。本章系统介绍了制备高分散度、高比表面积、高稳定性的多相催化剂的先进技术。内容包括:溶胶-凝胶法、共沉淀法、化学气相沉积(CVD)、原子层沉积(ALD)在负载型催化剂制备中的应用。特别关注了单原子催化剂(SACs)的概念及其制备的挑战与突破。 第五章:均相催化体系的分子工程 均相催化剂因其结构明确、易于调控的特点,在精细化学品合成中占据重要地位。本章详述了有机金属配合物催化剂的设计原理,包括膦配体、氮杂环卡宾(NHC)等新型配体的开发。重点解析了催化循环(Catalytic Cycle)的每一步——氧化加成、插入、还原消除——的分子机理,以及如何利用手性配体实现高对映选择性控制。 第六章:先进催化剂的同步表征技术 精确的表征是理解催化过程“黑箱”的关键。本章汇集了原位/非原位表征技术。原位表征部分,重点介绍在反应条件下(如高压、高温)实时监测催化剂表面物种和结构演变的拉曼光谱、X射线吸收谱(XAS)和原位红外光谱(DRIFTS)的应用。非原位技术部分,则涵盖了高分辨透射电镜(HRTEM)、X射线光电子能谱(XPS)在确定催化剂失活机制和表面组分变化中的价值。 第三部分:关键工业过程中的催化应用 本部分将理论和材料科学的成果,应用于解决重大的能源、环境和化学合成挑战。 第七章:能源转化过程中的催化突破 能源领域是催化技术应用的焦点。本章详细探讨了电催化和光催化在清洁能源生产中的前沿进展。内容包括:燃料电池(PEMFCs, SOFCs)中的氧还原反应(ORR)和析氢反应(HER)催化剂的性能提升;二氧化碳电化学还原(CO2RR)制备高附加值化学品;以及光催化水分解制氢的效率瓶颈与材料创新。 第八章:环境治理与污染物降解催化 环境催化是实现可持续发展的核心技术之一。本章聚焦于大气和水污染的催化净化。详细分析了机动车尾气后处理中的三元催化器(TWC)的失效机制与改进;挥发性有机化合物(VOCs)的低温氧化催化;以及在水处理中,用于降解难降解有机污染物(如抗生素、内分泌干扰物)的高效催化氧化体系。 第九章:精细化学品与高分子合成的催化控制 在精细化工领域,催化剂的选择性(区域选择性、化学选择性、对映选择性)是决定产品价值的关键。本章涵盖了重要的工业过程,如烯烃的聚合反应、选择性氧化反应(如丙烷氧化制丙烯酸)和C-H键的活化与官能团化。深入分析了如何通过催化剂工程,实现复杂分子结构的高效、原子经济性合成。 结论与展望 全书最后总结了当前催化领域面临的主要挑战,包括催化剂的稳定性、长寿命运行、以及从实验室到工业化规模放大的工程问题。并对未来(如人工智能辅助的催化剂筛选、机器学习在反应机理预测中的应用)的发展方向进行了富有建设性的展望。 本书以其详实的数据、清晰的逻辑结构和对前沿技术的准确把握,为读者提供了理解和推动催化科学进步所需的全面知识体系。

作者简介

目录信息

第1章 催化作用导论
1.1 催化现象
1.2 催化反应的活化能
1.3 使用多相催化剂的各种方式
1.4 认识和理解催化反应
1.5 金属的催化活性
1.6 双金属体系的催化作用
参考文献
第2章 金的物理性质和化学性质
2.1 引言
2.2 相对论效应的起源
2.3 金及其邻近元素的化学比较
2.4 金亲和键(The Aurophilic Bond)
2.5 金及其邻近元素的物理性质
2.6 含有金的双金属体系
参考文献
第3章 小颗粒金的物理性质及其表征
3.1 概况
3.2 小颗粒金的制备方法
3.3 小颗粒金的表征技术
3.4 物理性质随尺寸变化的规律
3.5 金属-载体相互作用
参考文献
第4章 负载型纳米金催化剂的制备
4.1 引言
4.2 以氯化物为前体制备负载型金催化剂
4.3 以无氯化合物为前体制备金催化剂
4.4 一些不太常用的制备方法
4.5 一些特殊载体上负载金催化剂的方法
4.6 含金的双金属负载型催化剂的制备
4.7 热处理对金颗粒尺寸的影响
4.8 存放条件对金颗粒尺寸的影响
4.9 小结
参考文献
第5章 简单小分子在金上的化学吸附
5.1 引言:化学吸附与催化作用
5.2 氧气和金的相互作用
5.3 CO在Au上的化学吸附
5.4 氮氧化物在Au表面的化学吸附
5.5 氢气以及其他分子在Au表面的化学吸附
致谢
附录:密度泛函理论简介
参考文献
第6章 一氧化碳氧化
6.1 引言
6.2 金催化剂对反应条件的敏感性
6.3 各种负载型金催化剂上CO的催化氧化
6.4 活性催化剂中金的氧化状态
6.5 金颗粒尺寸与金属一载体的相互作用
6.6 CO氧化反应机理
6.7 回顾与展望
参考文献
第7章 氢气中一氧化碳的选择氧化
7.1 引言:问题的由来
7.2 氢气氧化生成水的反应
7.3 氢气中一氧化碳的选择氧化
参考文献
第8章 选择氧化
8.1 引言
8.2 烃类的选择氧化
8.3 含氧有机分子的选择氧化
8.4 醋酸乙烯的合成
8.5 过氧化氢的合成
8.6 小结
参考文献
第9章 氢参与的反应
9.1 引言:氢与金的相互作用
9.2 氢气的反应
9.3 含不饱和化学键分子的加氢及相关反应
9.4 化学基团的选择性加氢
9.5 二氧化碳加氢
9.6 脱氢反应
参考文献
第10章 水-煤气变换反应
10.1 引言
10.2 用于水一煤气变换反应的金催化剂
10.3 金催化剂上水一煤气变换反应的机理
10.4 其他氧化物负载金催化剂上的反应机理
10.5 含金的双金属催化剂上的反应机理
参考文献
第11章 对保护环境有重要意义的反应
11.1 引言
11.2 机动车尾气的催化净化
11.3 其他大气污染物的催化降解
11.4 二氧化硫的催化消除
11.5 湿式(空气)催化氧化(CwAO)
参考文献
第12章 可溶性与负载型金化合物的催化作用
12.1 金的均相催化作用概述
12.2 一些具有高转化数和转换频率的反应
12.3 金化合物用作有机合成反应的催化剂
12.4 负载型金络合物催化剂
12.5 展望
致谢
参考文献
第13章 金催化的其他各种反应
13.1 引言
13.2 乙炔的氢氯化反应
13.3 形成新碳一碳键的反应
13.4 金催化的其他反应
参考文献
第14章 金催化剂的商业应用
14.1 引言
14.2 污染和排放控制技术
14.3 化工过程
14.4 燃料电池与氢经济
14.5 传感器件
14.6 一些经济上的考虑
14.7 展望
参考文献
索引
· · · · · · (收起)

读后感

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用户评价

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这本书的装帧设计,特别是关于图表的呈现方式,简直是艺术品级别的。我很少看到如此注重视觉传达效率的书籍。色彩的运用非常克制,主要集中在突出关键数据点和反应路径上,没有一丝多余的炫技。特别是当涉及到复杂的分子结构图示时,那种三维的深度感和清晰的层次划分,使得原本需要反复阅读才能消化的信息,一下子变得直观明了。我感觉作者在设计这些插图时,是站在一个初学者的角度去思考“怎样才能最快地理解这个复杂的相互作用”。对比市面上许多为了节省成本而使用模糊、低分辨率图示的书籍,这本对待读者的尊重溢于言表。它不仅仅是在“告诉你”知识,更是在“展示给你看”知识的内在美感,这对于那些依赖视觉学习的读者来说,无疑是一份巨大的福音,极大地提升了学习的效率和愉悦感。

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从宏观的角度来看,这本书的选题眼光非常独到,它精准地捕捉到了当前科学研究中的一个热点交叉领域,但处理角度却相当新颖。它没有停留在对现有技术的简单介绍,而是试图去探讨更深层次的、跨学科的连接点。我感觉作者在整合信息时,展现了惊人的广博知识面,能将看似不相关的领域(比如材料科学的前沿发现与基础化学动力学的深刻洞察)巧妙地编织在一起,形成一个统一的理论框架。这种高度的综合能力,使得这本书的价值远超出一本专业手册的范畴,它更像是一份对未来科研方向的“预演”或“蓝图”。阅读它的时候,会不自觉地产生一种“原来还可以从这个角度去思考问题”的豁然开朗之感。这本书的价值在于,它不仅能教你如何解决现有的问题,更能激发你发现和定义未来问题的能力。

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这本书的语言风格,坦率地说,非常具有个人特色,我花了点时间才适应过来。它不像教科书那样刻意保持中立的、冷冰冰的语调,反而透露出一种强烈的、近乎布道者的激情。作者在某些关键论断处,会突然插入一些非常个人化的观察或者对前人研究的犀利评价,这使得阅读过程充满了互动性和惊喜感。这种“人味儿”的文字,极大地增强了文本的可读性,避免了陷入纯粹的公式和数据堆砌。我特别欣赏它在处理历史沿革时的那种近乎叙事诗的笔法,仿佛在讲述一场智慧的史诗,而不是简单地罗列时间线。虽然这种风格可能会让一些追求绝对客观性的读者感到略微“主观”,但我个人认为,正是这种鲜明的立场和饱满的情感投入,才使得那些复杂的科学原理更具生命力和感染力,让人在阅读时仿佛能感受到作者与物质世界搏斗的真切体验。

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初翻此书,给我的最大感受是其逻辑结构的严谨性。它仿佛遵循着某种古典的建筑学原理,层层递进,结构稳固得让人安心。作者似乎深谙如何引导读者的心智,从最基础的概念出发,如同工匠般细致地雕琢每一个细节,然后逐步引入更复杂的机制。我注意到作者在论述过程中,非常注重类比和图示的运用,这些辅助工具并非简单的装饰,而是真正起到了解释难点、搭建认知桥梁的作用。举个例子,书中对于某种反应活性的描述,那种将能量地形比喻成崎岖山脉的笔法,瞬间就将抽象的理论实体化了。这种扎实的基本功,让这本书摆脱了许多同类书籍中常见的“浮躁感”,它要求读者投入时间,但回报是清晰、牢固的知识体系。读起来感觉像是在跟随一位经验极其丰富的大师进行一对一的教学,每一步都有明确的目的和指引,让人感到每翻一页都是在向理解的彼岸迈进。

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这本书的封面设计真是引人注目,那种深沉的金色调和精密的线条感,让人一眼就能感受到它蕴含的厚重与深度。我拿到手的时候,光是摩挲着封面的纹理,就已经对接下来阅读的内容充满了期待。它不像那种泛泛而谈的科普读物,从排版和字体选择上就能看出编辑团队的用心,每一页的留白都恰到好处,仿佛在呼吸。我特别欣赏作者在引言中构建的那个宏大叙事框架,它不仅仅是将知识点罗列出来,更像是在搭建一座通往某个神秘领域的阶梯。虽然我还没来得及深入阅读核心章节,但仅仅是前几页的铺垫,就让我对“催化”这个概念有了全新的、更具哲学意味的理解。这种引导式的叙述方式,成功地将一个看似枯燥的化学主题,提升到了可以引发深刻思考的层面,非常适合那些不仅仅满足于“是什么”而更渴望探究“为什么”和“如何是”的求知者。这本书的气质,沉稳而内敛,一看就是经过了长时间打磨的精品。

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