現(xiàn)代無(wú)機(jī)合成與制備化學(xué)（第二版）

第1章重要的無(wú)機(jī)合成與制備化學(xué)原理1
1.1單分散顆粒制備原理1
1.1.1沉淀的形成1
1.1.2晶核的形成2
1.1.3晶核的長(zhǎng)大2
1.1.4成核和生長(zhǎng)的分離3
1.1.5膠粒生長(zhǎng)的動(dòng)力學(xué)模型4
1.1.6防團(tuán)聚的方法5
1.2晶體生長(zhǎng)原理6
1.2.1晶體的相關(guān)概念6
1.2.2晶體生長(zhǎng)基本問(wèn)題7
1.2.3晶體生長(zhǎng)的基本過(guò)程8
1.2.4晶體生長(zhǎng)理論8
1.2.5晶體生長(zhǎng)熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)9
1.2.6晶體生長(zhǎng)形態(tài)10
1.2.7晶體幾何形態(tài)與其內(nèi)部結(jié)構(gòu)間的聯(lián)系11
1.3膠束理論及其仿生合成原理12
1.3.1膠束的形成12
1.3.2膠束的結(jié)構(gòu)13
1.3.3仿生材料合成中的膠束體系14
1.4粒徑及形貌控制原理17
1.4.1概論17
1.4.2產(chǎn)生沉淀的化學(xué)過(guò)程17
1.4.3粒子成核與生長(zhǎng)的物理過(guò)程18
1.5多孔材料制備的軟硬酸堿原理19
1.5.1多孔材料概述19
1.5.2酸堿理論21
1.6超浸潤(rùn)材料的制備原理26
1.6.1超浸潤(rùn)材料26
1.6.2固體表面浸潤(rùn)性表征27
1.6.3固體表面浸潤(rùn)性理論及模型27
1.6.4超浸潤(rùn)體系的設(shè)計(jì)原則29
1.6.5超浸潤(rùn)系統(tǒng)30
參考文獻(xiàn)34
第2章重要的無(wú)機(jī)合成與制備化學(xué)方法35
2.1水熱與溶劑熱合成法35
2.1.1水熱與溶劑熱合成法特點(diǎn)35
2.1.2水熱與溶劑熱合成法反應(yīng)介質(zhì)35
2.1.3水熱與溶劑熱合成法裝置和流程36
2.1.4水熱與溶劑熱合成法應(yīng)用37
2.2溶膠-凝膠合成法(sol-gel)39
2.2.1溶膠-凝膠合成法原理39
2.2.2溶膠-凝膠合成法特點(diǎn)44
2.2.3溶膠-凝膠合成法制備工藝流程及其影響因素44
2.2.4溶膠-凝膠合成法應(yīng)用46
2.3固相合成法49
2.3.1低溫固相合成法49
2.3.2高溫固相合成法50
2.4化學(xué)氣相沉積法(CVD)53
2.4.1化學(xué)氣相沉積法原理53
2.4.2化學(xué)氣相沉積法特點(diǎn)54
2.4.3化學(xué)氣相沉積法應(yīng)用54
2.4.4幾種新發(fā)展的CVD技術(shù)55
2.5電化學(xué)合成法56
2.5.1電化學(xué)合成法原理56
2.5.2電解裝置56
2.5.3電化學(xué)合成法的影響因素57
2.5.4電化學(xué)合成法特點(diǎn)57
2.5.5電化學(xué)合成法應(yīng)用57
2.6微波合成法59
2.6.1微波合成法原理59
2.6.2微波合成法特點(diǎn)60
2.6.3微波合成法應(yīng)用60
2.7仿生合成法61
2.7.1仿生合成法原理61
2.7.2仿生合成法特點(diǎn)62
2.7.3仿生合成法應(yīng)用62
2.8離子熱合成法65
2.8.1離子液體及其分類65
2.8.2離子液體的主要應(yīng)用65
2.8.3離子熱合成概述66
2.8.4離子熱合成應(yīng)用69
參考文獻(xiàn)76
第3章雜多酸型固體高質(zhì)子導(dǎo)體的制備、傳導(dǎo)機(jī)理及應(yīng)用81
3.1引言81
3.2雜多酸的合成82
3.2.1多酸合成中的幾個(gè)重要影響因素82
3.2.2合成方法84
3.2.3分離方法89
3.2.4一些重要雜多酸的合成實(shí)例89
3.2.5雜多酸合成的新進(jìn)展93
3.3雜多酸的質(zhì)子導(dǎo)電性95
3.4含有雜多酸的無(wú)機(jī)基質(zhì)復(fù)合材料的質(zhì)子導(dǎo)電性97
3.5含有雜多酸的有機(jī)基質(zhì)復(fù)合材料的質(zhì)子導(dǎo)電性100
3.6含有雜多酸的多元基質(zhì)復(fù)合材料的質(zhì)子導(dǎo)電性101
3.7雜多酸型固體高質(zhì)子導(dǎo)體的傳導(dǎo)機(jī)理103
3.8雜多酸在質(zhì)子交換膜燃料電池研究中的應(yīng)用106
參考文獻(xiàn)108
第4章分子篩與相關(guān)多孔材料的制備及應(yīng)用114
4.1概述114
4.2分子篩的結(jié)構(gòu)115
4.3分子篩的合成117
4.3.1沸石分子篩的水熱合成117
4.3.2有序介孔材料（ordered mesoporous materials）的合成117
4.3.3典型分子篩的合成實(shí)例119
4.3.4典型介孔分子篩合成實(shí)例119
4.4分子篩的生成機(jī)理121
4.4.1沸石分子篩的晶化機(jī)理121
4.4.2介孔分子篩的生成機(jī)理123
4.5分子篩的結(jié)構(gòu)、組成與性能的關(guān)系125
4.6分子篩孔道體系與客體分子孔道內(nèi)擴(kuò)散的關(guān)系127
4.7非硅有序多孔材料的合成128
4.7.1有序介孔高分子及其衍生碳材料的合成128
4.7.2有序介孔金屬氧化物的合成130
4.8分子篩和相關(guān)多孔材料的性能調(diào)控及應(yīng)用131
4.8.1分子篩材料的“孔道工程”132
4.8.2分子篩擴(kuò)散性能的調(diào)控136
4.8.3分子篩活性位點(diǎn)的調(diào)控147
4.8.4有序介孔二氧化硅材料的功能化及其應(yīng)用152
4.9展望157
參考文獻(xiàn)157
第5章稀土配合物智能發(fā)光材料161
5.1稀土元素的分離及應(yīng)用發(fā)展161
5.1.1稀土元素的分離161
5.1.2稀土元素的應(yīng)用發(fā)展162
5.2稀土配合物智能發(fā)光材料163
5.3稀土配合物智能發(fā)光材料在生物傳感與成像領(lǐng)域的應(yīng)用166
5.3.1pH響應(yīng)166
5.3.2分子離子響應(yīng)167
5.3.3光響應(yīng)169
5.3.4溫度響應(yīng)169
5.4稀土配合物智能發(fā)光材料在信息存儲(chǔ)與防偽領(lǐng)域的應(yīng)用171
5.4.1光響應(yīng)171
5.4.2pH響應(yīng)173
5.4.3溫度響應(yīng)174
5.4.4多重響應(yīng)175
5.5小結(jié)176
參考文獻(xiàn)177
第6章石墨烯材料的制備及應(yīng)用179
6.1引言179
6.2石墨烯的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)180
6.2.1石墨烯的結(jié)構(gòu)180
6.2.2石墨烯的帶隙181
6.2.3石墨烯異質(zhì)結(jié)182
6.2.4石墨烯的電學(xué)性質(zhì)183
6.2.5石墨烯的光學(xué)性質(zhì)183
6.2.6石墨烯的熱學(xué)性質(zhì)183
6.2.7石墨烯的力學(xué)性質(zhì)184
6.2.8石墨烯的化學(xué)性質(zhì)184
6.2.9石墨烯的其他性質(zhì)184
6.3石墨烯的制備184
6.3.1機(jī)械剝離法184
6.3.2氧化還原法185
6.3.3電化學(xué)氧化法185
6.3.4化學(xué)氣相沉積法186
6.3.5SiC外延生長(zhǎng)法186
6.3.6有機(jī)聚合法186
6.3.7其他187
6.4氧化石墨烯187
6.4.1結(jié)構(gòu)187
6.4.2基本性質(zhì)187
6.4.3二維大分子構(gòu)象188
6.4.4液晶188
6.4.5還原188
6.4.6抗菌性189
6.5石墨烯宏觀組裝體189
6.5.1纖維189
6.5.2組裝膜190
6.5.3氣凝膠192
6.5.4其他組裝體192
6.6石墨烯復(fù)合材料193
6.6.1石墨烯-高分子復(fù)合材料193
6.6.2石墨烯-無(wú)機(jī)納米粒子復(fù)合材料194
6.6.3其他石墨烯復(fù)合材料194
6.7石墨烯的應(yīng)用194
6.7.1原創(chuàng)硬科技演進(jìn)模式及石墨烯產(chǎn)業(yè)化三生模型194
6.7.2石墨烯多功能復(fù)合纖維195
6.7.3防腐涂料195
6.7.4電熱膜196
6.7.5導(dǎo)熱膜196
6.7.6分離膜196
6.7.7電磁屏蔽及吸波198
6.7.8限域催化及載體198
6.7.9傳感器198
6.7.10石墨烯在能量存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)換中的應(yīng)用199
6.7.11光電子探測(cè)201
6.7.12其他應(yīng)用201
6.8展望203
參考文獻(xiàn)203
第7章金屬-有機(jī)骨架配位聚合物的合成、結(jié)構(gòu)及應(yīng)用206
7.1前言206
7.2金屬-有機(jī)骨架配位聚合物的研究進(jìn)展206
7.2.1羧酸類金屬-有機(jī)骨架配位聚合物207
7.2.2含氮雜環(huán)類金屬-有機(jī)骨架配位聚合物212
7.2.3混合配體類金屬-有機(jī)骨架配位聚合物216
7.2.4有機(jī)膦配體構(gòu)筑的金屬-有機(jī)骨架配位聚合物217
7.2.5含有CN的有機(jī)配體的金屬-有機(jī)骨架配位聚合物218
7.2.6含兩種配體的金屬-有機(jī)骨架配位聚合物218
7.2.7含雙中心的金屬-有機(jī)骨架配位聚合物219
7.3金屬-有機(jī)骨架配位聚合物的合成方法219
7.3.1合成原則219
7.3.2金屬-有機(jī)骨架配位聚合物的合成方法220
7.4金屬-有機(jī)骨架配位聚合物合成的影響因素220
7.4.1中心金屬離子對(duì)MOF的影響221
7.4.2配體對(duì)MOF的影響221
7.4.3溶劑對(duì)MOF的影響221
7.4.4陰離子對(duì)MOF的影響221
7.4.5酸堿度對(duì)MOF的影響222
7.4.6有機(jī)或無(wú)機(jī)模板分子對(duì)MOF的影響222
7.4.7反應(yīng)物配比對(duì)MOF的影響222
7.4.8反離子對(duì)MOF的影響222
7.4.9合成方法對(duì)MOF的影響222
7.5特殊聚集態(tài)的金屬-有機(jī)骨架配位聚合物223
7.5.1MOF納米晶223
7.5.2MOF薄膜225
7.6金屬-有機(jī)骨架配位聚合物的性能及應(yīng)用227
7.6.1分子識(shí)別227
7.6.2離子識(shí)別與離子交換228
7.6.3非線性光學(xué)性質(zhì)228
7.6.4熒光性及化學(xué)傳感229
7.6.5磁性及磁性材料230
7.6.6生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用230
7.6.7氣體儲(chǔ)存功能231
7.6.8氣體分離與液體分離231
7.6.9多相催化234
7.6.10納米空間的聚合反應(yīng)236
7.7展望236
7.7.1高穩(wěn)定性MOF237
7.7.2大孔及手性MOF237
7.7.3導(dǎo)電MOF237
7.7.4低維（二維）MOF238
7.7.5MOF骨架中的功能協(xié)同作用238
7.7.6MOF材料的規(guī)模化制備238
參考文獻(xiàn)238
第8章無(wú)機(jī)-有機(jī)雜化材料的制備及應(yīng)用242
8.1引言242
8.2無(wú)機(jī)-有機(jī)雜化材料的分類242
8.3無(wú)機(jī)-有機(jī)雜化材料的制備方法243
8.3.1溶膠-凝膠法243
8.3.2水熱合成法244
8.3.3離子熱合成法245
8.3.4共混法245
8.3.5自組裝法246
8.3.6其他方法247
8.4無(wú)機(jī)-有機(jī)雜化材料的研究進(jìn)展248
8.4.1水熱法制備無(wú)機(jī)-有機(jī)雜化材料248
8.4.2離子熱法制備無(wú)機(jī)-有機(jī)雜化材料262
8.4.3共混法制備無(wú)機(jī)-有機(jī)雜化材料263
8.4.4自組裝法制備無(wú)機(jī)-有機(jī)雜化材料264
8.4.5插層法制備無(wú)機(jī)-有機(jī)雜化材料268
8.4.6微波法制備無(wú)機(jī)-有機(jī)雜化材料268
8.4.7LB技術(shù)制備無(wú)機(jī)-有機(jī)雜化材料269
8.4.8電解聚合法制備無(wú)機(jī)-有機(jī)雜化材料269
8.5無(wú)機(jī)-有機(jī)雜化材料的應(yīng)用270
8.5.1結(jié)構(gòu)材料270
8.5.2電學(xué)材料270
8.5.3光學(xué)材料271
8.5.4磁性材料272
8.5.5催化材料273
8.5.6生物材料275
8.5.7絮凝和吸附材料275
8.6展望276
參考文獻(xiàn)276
第9章納米材料的制備及應(yīng)用281
9.1零維納米材料的制備及應(yīng)用281
9.1.1零維納米材料的制備方法282
9.1.2單分散納米晶的合成284
9.1.3限域材料的合成286
9.1.4納米顆粒的物理、化學(xué)性能及其應(yīng)用286
9.1.5本節(jié)小結(jié)287
9.2一維納米材料的制備與應(yīng)用288
9.2.1一維納米材料的制備288
9.2.2一維納米材料的性能與應(yīng)用293
9.2.3本節(jié)小結(jié)295
9.3核殼結(jié)構(gòu)納米材料的制備與應(yīng)用295
9.3.1核殼結(jié)構(gòu)材料形成機(jī)理296
9.3.2無(wú)機(jī)/無(wú)機(jī)核殼結(jié)構(gòu)納米粒子制備296
9.3.3無(wú)機(jī)/有機(jī)核殼結(jié)構(gòu)納米粒子298
9.3.4有機(jī)/無(wú)機(jī)核殼結(jié)構(gòu)納米粒子300
9.3.5多殼層納米顆粒300
9.3.6本節(jié)小結(jié)302
參考文獻(xiàn)303
第10章新型熱電材料的制備及應(yīng)用305
10.1熱電基本原理及熱電材料的性能優(yōu)化305
10.1.1概述305
10.1.2熱電基本物理效應(yīng)305
10.1.3熱電材料性能優(yōu)化策略307
10.2常見(jiàn)熱電材料體系310
10.2.1低溫?zé)犭姴牧?10
10.2.2中溫?zé)犭姴牧?12
10.2.3高溫?zé)犭姴牧?13
10.3熱電材料的制備方法315
10.3.1固相燒結(jié)法316
10.3.2液相合成法319
10.3.3氣相沉積法321
10.4熱電器件的基本結(jié)構(gòu)與應(yīng)用323
10.4.1熱電器件的基本結(jié)構(gòu)323
10.4.2熱電器件的應(yīng)用與展望325
參考文獻(xiàn)327