现代催化研究方法 辛勤,罗孟飞 科学出版社 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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辛勤，罗孟飞 著

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• 催化
• 现代催化
• 催化研究方法
• 化学
• 材料科学
• 表面化学
• 反应动力学
• 科学出版社
• 辛勤
• 罗孟飞

店铺： 诺鼎言图书专营店

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030243775

商品编码：11451962303

包装：平装

出版时间：2016-01-01

深入探索化学合成的未来：新型催化剂设计与反应机制研究 本书聚焦于当代化学合成领域最前沿的研究方向——新型催化剂的设计、制备及其在复杂分子构建中的应用。 我们旨在为化学工作者，尤其是青年研究人员和研究生，提供一个全面、深入且具有前瞻性的参考框架，帮助他们理解和掌握当前催化科学的核心挑战与突破性进展。本书内容不涉及《现代催化研究方法 辛勤,罗孟飞 科学出版社》中已阐述的传统或经典催化技术。 --- 第一部分：面向可持续性的绿色催化剂体系 本部分集中讨论如何利用先进的材料科学和化学原理，开发出更高效、更环境友好的催化体系，以响应全球对可持续发展的迫切需求。 第一章：单原子催化（SACs）的精细调控与本征活性位点研究 单原子催化剂因其极高的原子利用率和独特的电子结构，已成为异相催化领域的研究热点。本书将详细剖析SACs的“锚定效应”和“配位环境调控”。我们将深入探讨以下关键技术： 高通量筛选与计算模拟的结合： 如何利用密度泛函理论（DFT）预测具有特定催化活性的金属-载体界面结构。重点分析载体缺陷位点（如氮化碳中的空位、氧化物表面的台阶位）对孤立金属原子电子态的影响。 原位表征揭示真实活性结构： 介绍如何运用X射线吸收谱（XAS，特别是扩展X射线吸收精细结构EXAFS）结合低温/高压原位傅里叶变换红外光谱（FTIR），实时捕捉催化反应过程中单原子位点的构象变化及其与反应中间体的相互作用模式。 在C-H键活化中的应用拓展： 探讨如何设计具有特定几何约束的SACs，以实现对惰性C-H键的选择性氧化或官能团化，例如在温和条件下实现脂肪族C(sp3)-H键的精准活化。 第二章：光驱动催化——超越热力学限制的能量转化 光催化剂利用可再生太阳能驱动化学反应，是实现“零碳”化学合成的终极路径之一。本书将聚焦于光催化剂的光捕获效率、载流子分离与迁移三大核心科学问题。 新型宽禁带半导体材料的设计： 重点介绍基于钙钛矿结构（非铅基，如铋基或锑基）和共价有机框架（COFs）的光催化剂的合成策略。阐述如何通过调节晶格畸变或引入内建电场来抑制光生电子-空穴的复合。 “空间分离”的策略： 深入分析构建Z型或V型异质结的原理，以及如何通过引入分子导线或界面配体，实现光生载流子在不同组分间的定向传输，从而提高量子效率。 光氧化还原催化（Photoredox Catalysis）的分子机制： 侧重于有机光催化剂（如铱或钌配合物，以及有机染料）在自由基生成反应中的具体机理。分析单电子转移（SET）过程中的氧化还原电位匹配原则及其对反应选择性的控制。 第二部分：精准控制的分子构建策略 本部分旨在介绍如何运用先进的催化剂和反应条件，实现对复杂天然产物骨架或药物分子结构单元的高效、立体选择性合成。 第三章：不对称催化中的超分子导向策略 超越传统配体导向，本章探讨利用非共价相互作用（如氢键、π-π堆积、疏水作用）在催化口袋中构筑“手性微环境”，以实现对对映选择性的精确控制。 手性有机小分子催化（Organocatalysis）的深化： 重点讨论双功能或多功能手性催化剂的设计，特别是基于脲/硫脲骨架或手性噁唑啉结构的分子，它们如何通过协同活化底物的酸性和碱性位点。 金属-配体协同作用的立体电子效应： 详细阐述如何通过引入刚性或柔性侧链来精细调节过渡金属中心（如铑、铱、钯）的空间位阻和电子密度，从而诱导高对映选择性（ee值 > 99%）的C-C键偶联或氢化反应。 动态动力学拆分（DKR）的高效实现： 分析在手性催化反应中，如何设计能够快速互变异构的底物/中间体，并结合高效的对映选择性步骤，将所有外消旋底物转化为单一对映体产物。 第四章：电化学合成——环境友好的氧化还原平台 电化学合成利用电能作为“无污染”的氧化剂或还原剂，极大地简化了传统依赖昂贵化学计量试剂的合成路径。 电化学C-H官能团化： 探讨如何通过精确控制电极电位，在温和条件下（室温、常压）实现对芳香族或脂肪族化合物的区域选择性C-H键活化。重点分析氧化加成/还原消除循环中，电极表面与反应物的电子耦合机制。 电化学介导的自由基聚合： 介绍如何利用电解槽构建可控的自由基浓度，实现可逆加成-断裂链转移（RAFT）聚合或原子转移自由基聚合（ATRP）的电化学版本，从而精准控制聚合物的分子量和分散度。 反应器设计与规模化挑战： 讨论从实验室研究到中试规模放大过程中，流动电解槽（Flow Electrolysis Cell）的设计优化，包括电极材料的选择（如石墨毡、铂网、修饰电极）对电流密度和产物选择性的影响。 第三部分：先进表征技术在催化剂机理研究中的前沿应用 为了真正理解“为什么”一种催化剂是高效的，精确的机理研究是不可或缺的。本部分将聚焦于那些能够提供原子级别或实时动态信息的先进技术。 第五章：超快光谱学解析瞬态中间体 传统光谱学难以捕捉到寿命极短（皮秒至纳秒级）的活性中间体。本章介绍利用飞秒瞬态吸收光谱（TA）和二维电子光谱（2DES）在溶液相和固相中对催化循环进行“快进播放”。 光催化体系的载流子寿命测量： 阐明如何通过TA技术区分表面缺陷态和体相激发态，并确定它们各自的弛豫时间常数。 分子振动模式的耦合分析： 介绍如何结合时间分辨红外光谱（TRIR），追踪催化活性位点上底物吸附、键断裂和产物脱附过程中涉及的特征振动峰的演变，从而构建精确的反应坐标图。 第六章：同步辐射光源与环境响应性表征 同步辐射光源提供的高亮度、高能量的X射线束，是研究复杂催化剂结构和化学态的“利器”。 高分辨率的边缘吸收谱分析： 深入讲解如何利用高能X射线吸收近边结构（XANES）来精确定量金属催化剂的氧化态变化，并结合扩展X射线吸收精细结构（EXAFS）来分析活性位点周围的配位原子类型和键长变化，尤其是在高压、高温的反应环境下。 体相反应的同步辐射成像（SR-Imaging）： 展示如何利用微聚焦的X射线束进行吸收成像和散射成像，实时追踪多孔催化剂内部（如沸石、金属有机框架MOFs）的反应物扩散路径、活性物种的迁移，以及积碳失活过程的空间分布。 --- 本书的写作风格力求严谨、专业，并强调实验操作的可行性与理论模型的验证性。我们期望读者在阅读后，能够掌握设计新一代催化体系的关键科学思维，并能够将这些前沿方法应用于解决实际的化学合成难题。

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这本书的装帧风格，严谨而又不失现代感，封面设计给人的第一印象就是专业与深度。催化，这个看似微小但又无比重要的领域，一直是我学术兴趣的焦点。我深知，一个高效的催化剂，可以极大地节约能源，减少环境污染，并创造出无数有价值的化学品。《现代催化研究方法》这个书名，让我看到了深入了解这个领域最新研究动向的希望。我尤其关注书中是否会涉及到催化剂设计中的理论计算，比如密度泛函理论（DFT）在计算催化剂的电子结构、吸附能、反应能垒等方面的应用，以及如何利用计算结果来指导实验设计。此外，对于催化反应动力学的研究方法，包括如何测定反应速率，如何推断反应机理，如何进行动力学模拟，我也有着浓厚的兴趣。如果书中能够提供一些关于如何利用机器学习和人工智能技术来加速催化剂的发现和优化，那将是让我感到惊喜的部分。我希望这本书能够为我提供一套系统的、全面的现代催化研究方法论，让我能够更好地理解和开展相关的科研工作。

评分☆☆☆☆☆

手捧这本《现代催化研究方法》，一种潜心钻研的学术气息油然而生。封面设计简洁而有力，正如催化剂在化学反应中扮演的默默而关键的角色。我一直对催化剂如何“点石成金”感到着迷，它们如何在不消耗自身的情况下，加速反应的进程，改变反应的方向。这本书的名字，无疑是在向我展示通往这个奥秘的钥匙。我迫切想了解在绿色化学和可持续发展的浪潮下，催化研究的新方向。例如，如何开发更环保、低能耗的催化过程，如何利用可再生资源作为原料，如何减少或消除有毒有害的副产物。书中是否会重点介绍生物催化、酶催化等天然催化剂的应用？或者在多相催化领域，如何设计具有高活性、高稳定性和易于分离回收的新型负载型催化剂？我也非常期待书中能够深入探讨催化剂的失活机制以及如何提高催化剂的寿命和稳定性。如果书中能提供一些关于催化剂筛选、优化和放大生产的研究思路和方法，那就更锦上添花了。总而言之，我希望这本书能为我打开一扇了解现代催化前沿的窗户。

评分☆☆☆☆☆

当我第一次拿到这本《现代催化研究方法》，一股严谨治学的气息扑面而来。书的装帧设计简约而不失大气，给人一种信赖感。我一直觉得催化剂就像是化学反应的“魔术师”，它们能够轻巧地改变反应的路径，降低能量的门槛，甚至引导反应朝着我们期望的方向进行。这本书的名字就如同一个信号，告诉我它将深入剖析这些“魔术”背后的科学原理和研究手段。我非常想了解现代催化研究在纳米材料、金属有机框架（MOFs）、共价有机框架（COFs）等新型催化材料方面的最新进展。这些材料凭借其独特的结构和巨大的比表面积，在催化领域展现出巨大的潜力。书中是否会详细介绍如何合成这些新型催化材料，以及如何表征它们的结构和性质？更重要的是，这些材料是如何在具体的催化反应中发挥作用的？例如，在能源转化、环境治理、精细化学品合成等领域，新型催化材料的研究是如何推动技术革新的？我特别关注书中是否会提及一些先进的催化过程设计理念，比如多相催化、均相催化、光催化、电催化等，以及如何通过优化反应条件来提高催化效率和选择性。如果书中能够提供一些关于如何设计和优化催化反应器方面的知识，那将对我非常有帮助。

评分☆☆☆☆☆

这本书的厚度让我感到它蕴含着丰富的知识，封面设计传递出一种严谨的学术氛围。作为一名对化学催化领域充满探索欲的学习者，我对“现代研究方法”这个词汇有着强烈的期待。催化是现代化学工业的基石，几乎所有的化工生产都离不开催化剂的身影。因此，掌握最前沿的催化研究方法，对于推动化学工业的可持续发展至关重要。我希望书中能够详尽地阐述各种先进的催化剂制备技术，例如溶胶-凝胶法、沉积-沉淀法、微乳液法等，以及如何通过控制这些过程来获得特定形貌、尺寸和结构的纳米催化剂。同时，我也非常关注书中对于催化剂表征技术的介绍，比如X射线衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）、扫描电子显微镜（SEM）、X射线光电子能谱（XPS）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、拉曼光谱等，这些技术是如何帮助我们揭示催化剂的结构、组成和表面性质的？另外，我特别好奇书中是否会涉及原位（in situ）和准原位（operando）催化研究技术，这些技术能够让我们在真实反应条件下观察催化剂的变化，从而更深刻地理解催化机理。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计就给人一种沉稳而专业的印象，深邃的蓝色背景搭配简洁的银色字体，传递出科学的严谨与前沿的探索感。翻开扉页，首先映入眼帘的是作者的名字，辛勤和罗孟飞，这两个名字本身就带着一股学术界的权威和研究的深度。我一直对化学催化领域充满好奇，尤其是那些能够驱动化学反应以更高效、更环保方式进行的“幕后英雄”。这本书的标题《现代催化研究方法》正是我一直在寻找的，它预示着将带领我走进这个迷人的领域，了解最新的研究进展和技术手段。我尤其期待书中能够详细介绍一些前沿的催化剂设计理念，比如如何通过调控催化剂的形貌、电子结构以及表面性质来优化其催化活性和选择性。同时，对于催化机理的深入解析也是我非常关注的部分，理解反应的微观过程，才能更好地指导宏观的应用。不知道书中是否会涵盖计算化学在催化研究中的应用，例如第一性原理计算、分子动力学模拟等，这些工具对于揭示催化机制和预测新材料性能起着至关重要的作用。此外，我希望书中能够提供一些实际的研究案例，通过具体的实验数据和分析，来展示这些现代研究方法是如何被应用于解决实际催化问题的，这样有助于我将理论知识与实践相结合，更好地理解和掌握这些方法。