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第16章 多孔材料的合成化学1

第1节 多孔材料与它的分类1

第2节 沸石和微孔晶体的结构化学2

16.2.1 沸石的基本结构单元4

16.2.2 沸石与分子筛的骨架结构4

16.2.3 沸石结构类型与孔道尺寸6

16.2.4 晶体结构的非完美性7

16.2.5 沸石与分子筛的组成8

第3节 分子筛与MOF的合成9

16.3.1 水热合成9

16.3.2 典型沸石的合成10

16.3.3 全硅分子筛与笼合物11

16.3.4 磷酸铝分子筛11

16.3.5 分子筛与元素周期表——杂原子取代11

16.3.6 硫化物分子筛12

16.3.7 金属有机骨架化合物（MOF）12

第4节 沸石和分子筛的生成机理与基本合成规律14

16.4.1 生成机理14

16.4.2 合成添加剂18

16.4.3 合成规律21

16.4.4 特殊合成策略与方法25

第5节 有序介孔材料31

16.5.1 介孔材料32

16.5.2 生成机理33

16.5.3 典型结构与材料40

16.5.4 掺杂及非硅组成的介孔材料51

16.5.5 合成策略与合成规律56

16.5.6 介孔材料的形体合成69

第6节 大孔材料71

16.6.1 模板合成71

16.6.2 多层次自组装73

第7节 其它非模板方法合成的无机多孔材料75

16.7.1 多孔氧化铝材料75

16.7.2 多孔碳材料75

16.7.3 气凝胶77

16.7.4 层柱材料77

第8节 应用与展望78

参考文献79

第17章 插层与主-客体功能材料的组装化学92

（一）阴离子插层材料的组装化学92

第1节 前言92

第2节 阴离子插层材料的结构93

17.2.1 LDHs的晶体结构93

17.2.2 金属离子94

17.2.3 层间离子101

第3节 阴离子插层材料的制备化学102

17.3.1 LDHs的常规制备方法102

17.3.2 LDHs化学组成的调控110

17.3.3 LDHs介观尺寸的调控111

17.3.4 LDHs宏观形貌的调控119

17.3.5 LDHs薄膜的制备121

17.3.6 小结128

第4节 阴离子插层材料的组装化学128

17.4.1 插层组装原理128

17.4.2 插层组装方法130

17.4.3 插层组装动力学的研究136

17.4.4 插层组装LDHs——分子容器与分子反应器140

17.4.5 小结144

第5节 结语145

参考文献146

（二）主-客体功能材料组装161

第6节 多孔主体中的金属簇161

17.6.1 金属簇概述161

17.6.2 多孔主体中金属簇的制备方法162

17.6.3 碱金属离子簇163

17.6.4 银金属簇167

17.6.5 贵金属簇168

17.6.6 其它金属簇169

17.6.7 金属氧化物或羟氧化物簇170

第7节 多孔主体中的染料171

第8节 多孔主体中的聚合物及碳物质175

17.8.1 多孔主体中的聚合物175

17.8.2 利用多孔主体作模板制备多孔碳176

17.8.3 多孔主体中组装富勒烯177

17.8.4 直孔道分子筛中碳纳米管的生长177

第9节 多孔主体组装半导体纳米粒子181

第10节 多孔主体组装金属配合物186

17.10.1 金属-吡啶类配合物组装186

17.10.2 金属-Schiff碱配合物组装189

17.10.3 卟啉、酞菁类配合物组装190

17.10.4 其它金属配合物组装192

参考文献194

第18章 先进陶瓷材料的制备化学204

第1节 纳米陶瓷205

18.1.1 超微粉体的合成206

18.1.2 超微粉体的成型216

18.1.3 纳米陶瓷的烧结技术217

第2节 复相和多相陶瓷219

18.2.1 粉体表面修饰和改性220

18.2.2 复（多）相陶瓷的成型和烧结223

第3节 结构功能一体化陶瓷225

18.3.1 CNTs/SiO2复合材料226

18.3.2 YAG（Y3Al5O12）透明陶瓷227

参考文献230

第19章 非晶态材料及其制备化学236

第1节 非晶的结构236

19.1.1 非晶的形态学237

19.1.2 非晶的长程无序238

19.1.3 分子动力学计算机模拟240

19.1.4 非晶合金中的原子扩散243

第2节 非晶合金的形成规律244

19.2.1 形成非晶合金的合金化原则244

19.2.2 形成金属玻璃半经验判据245

19.2.3 热力学T0线判据249

19.2.4 高压下非晶合金的形成251

第3节 非晶材料制备技术253

19.3.1 熔液急冷法253

19.3.2 雾化法254

19.3.3 激光熔凝法255

19.3.4 乳化液滴法257

19.3.5 机械法258

19.3.6 固态反应法259

19.3.7 辐照法260

第4节 非晶合金的应用262

19.4.1 非晶软磁合金262

19.4.2 非晶催化材料265

19.4.3 非晶结构材料265

19.4.4 非晶耐蚀合金266

19.4.5 大块非晶合金267

19.4.6 其它应用270

第5节 块体非晶基复合材料270

19.5.1 非晶基复合材料的制备方法271

19.5.2 Zr基非晶合金复合材料271

19.5.3 Mg基非晶合金复合材料278

19.5.4 Cu基非晶合金复合材料284

参考文献286

第20章 纳米粒子与材料的制备化学290

第1节 引言290

第2节 由固态制备纳米粒子293

20.2.1 低温粉碎法293

20.2.2 超声波粉碎法293

20.2.3 机械合金化法（高能球磨法）293

20.2.4 爆炸法294

20.2.5 固相热分解法294

20.2.6 室温固相反应法295

第3节 由溶液制备纳米粒子295

20.3.1 沉淀法295

20.3.2 络合沉淀法296

20.3.3 水解法296

20.3.4 水热法297

20.3.5 溶剂热合成法298

20.3.6 醇盐法299

20.3.7 溶胶-凝胶法300

20.3.8 微乳液法302

20.3.9 溶剂蒸发法303

20.3.10 喷雾热分解法303

20.3.11 冷冻干燥法303

20.3.12 还原法304

20.3.13 γ射线辐照法304

20.3.14 模板合成法305

20.3.15 金属有机前驱物热分解法305

20.3.16 LSS法307

第4节 由气体制备纳米粒子307

20.4.1 真空蒸发法308

20.4.2 等离子体法308

20.4.3 化学气相沉积法308

20.4.4 激光气相合成法310

第5节 纳米结构材料的制备310

20.5.1 特殊形态的纳米材料合成311

20.5.2 纳米粒子的表面修饰314

20.5.3 纳米材料的复合316

20.5.4 纳米结构材料的组装318

参考文献323

第21章 无机膜的制备化学329

第1节 概论329

21.1.1 无机膜及其发展概况329

21.1.2 无机膜的技术应用330

21.1.3 无机膜制备技术332

第2节 多孔陶瓷支撑体膜的制备334

21.2.1 陶瓷工艺过程用的添加剂334

21.2.2 挤压成型法336

21.2.3 流延法337

21.2.4 支撑体膜的其它制作方法338

第3节 悬浮粒子法制备陶瓷微滤膜339

21.3.1 悬浮粒子法技术概述339

21.3.2 高化学稳定性的ZrO2-Al2O3复合膜制备342

21.3.3 生体兼容的氧化钛陶瓷微滤膜的制备343

21.3.4 高温热粒子收尘、除尘陶瓷膜的研制344

第4节 溶胶-凝胶法制备多孔陶瓷膜346

21.4.1 溶胶-凝胶基本原理346

21.4.2 无机陶瓷膜中孔形成机理347

21.4.3 浸渍提拉法349

21.4.4 湿凝胶膜的干燥与烧结350

21.4.5 溶胶-凝胶法制备微孔陶瓷膜例350

第5节 化学气相沉积技术制备无机膜353

21.5.1 化学气相沉积法基本原理353

21.5.2 CVD过程在无机膜制备中的应用355

21.5.3 单一混合源MOCVD法制备多组分氧化物功能薄膜357

21.5.4 气溶胶辅助的CVD技术制备陶瓷膜燃料电池功能膜359

第6节 无机中空纤维膜制备361

21.6.1 中空陶瓷分离膜——高分子膜制备技术的成功借鉴361

21.6.2 相转化-烧结法制备中空纤维陶瓷膜363

21.6.3 中空纤维陶瓷膜的制备例364

21.6.4 中空纤维陶瓷膜燃料电池的研制366

参考文献367

第22章 合成晶体371

第1节 从天然晶体到人工晶体371

22.1.1 晶体的应用和人工晶体的发展371

22.1.2 人工晶体的分类373

第2节 晶体形成的科学374

22.2.1 相变过程和结晶的驱动力374

22.2.2 成核377

22.2.3 晶体生长的界面过程和表面粗糙度380

22.2.4 晶体生长的输运过程及形态稳定性385

第3节 合成晶体的方法和技术388

22.3.1 单晶生长方法分类388

22.3.2 气相生长390

22.3.3 溶液生长396

22.3.4 助熔剂（高温熔液）生长399

22.3.5 熔体生长402

22.3.6 固相生长408

第4节 材料设计和新晶体材料的探索409

22.4.1 从试错法到材料设计409

22.4.2 带隙工程和半导体发光材料的发展410

22.4.3 新型激光晶体的探索413

22.4.4 无机非线性光学晶体的分子工程419

22.4.5 介电超晶格材料的设计和制备427

参考文献430

第23章 无机合成与制备化学的前沿Ⅰ．仿生合成431

第1节 引言431

第2节 生物矿物与生物矿化432

23.2.1 生物矿物的类型和功能432

23.2.2 生物矿化的构筑过程436

23.2.3 生物矿化的基本原理436

第3节 有机分子调控无机微纳米晶体的生长与组装437

23.3.1 引言437

23.3.2 双亲水嵌段共聚物（DHBCs）437

23.3.3 树枝状高分子440

23.3.4 聚电解质441

23.3.5 单分子膜443

23.3.6 单分散纳米粒子的自组装443

第4节 生物模板组装无机材料446

23.4.1 引言446

23.4.2 细菌446

23.4.3 蛋壳膜447

23.4.4 DNA447

23.4.5 蛋白质450

23.4.6 其它450

第5节 仿生合成无机手性材料451

23.5.1 引言451

23.5.2 具有手性结构的无机材料451

23.5.3 具有手性形貌的无机材料452

第6节 仿生合成多尺度无机材料456

23.6.1 引言456

23.6.2 仿荷叶超疏水材料457

23.6.3 仿贝壳珍珠层材料459

23.6.4 仿壁虎脚材料460

23.6.5 仿蜘蛛丝材料460

23.6.6 仿生制备多通道微纳米管461

23.6.7 其它仿生物材料462

参考文献463

第24章 无机合成与制备化学的前沿Ⅱ．设计与定向合成——无机多孔晶体材料482

第1节 前言482

第2节 无机微孔晶体材料的结构设计483

24.2.1 具有特定孔道结构的设计483

24.2.2 具有特定结构单元结构的设计495

24.2.3 具有特定计量比骨架结构的设计499

第3节 多孔晶体材料的定向合成506

24.3.1 无机微孔晶体材料定向合成的重要途径506

24.3.2 金属-有机骨架化合物的设计合成536

第4节 结论546

参考文献546

索引553