近年來,我國在多孔材料化學(xué)領(lǐng)域取得了重要的研究進(jìn)展,在國際上也具有較大影響!抖嗫撞牧匣瘜W(xué)》由我國當(dāng)前活躍在多孔材料化學(xué)領(lǐng)域科研一線的學(xué)者和專家撰寫,旨在反映多孔材料化學(xué)前沿進(jìn)展及水平。本書結(jié)合參編作者已取得的代表性研究進(jìn)展,系統(tǒng)介紹多孔材料的類型、結(jié)構(gòu)、性能及應(yīng)用的研究熱點和最新動態(tài)。在撰寫過程中,對部分國外同行的相關(guān)重要工作進(jìn)行了概述,全書主體內(nèi)容包括8章,涵蓋了目前多孔材料化學(xué)的基本研究范疇,系統(tǒng)性強,反映了當(dāng)前該領(lǐng)域的研究前沿與現(xiàn)狀。
本書可供高等院校和科研部門從事材料化學(xué),高分子化學(xué),超分子科學(xué)及相關(guān)專業(yè)教師、師生與科研工作者閱讀參考,也可作為研究生和高年級本科生拓展知識面的參考用書。
廖耀祖,東華大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院、纖維材料改性國家重點實驗室,副院長、研究員,東華大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院研究員/博導(dǎo)/副院長、纖維材料改性國家重點實驗室學(xué)術(shù)帶頭人、上海市優(yōu)秀學(xué)術(shù)帶頭人,入選教育部長江學(xué)者獎勵計劃(青年項目)。2008-2018年先后在美國 UCLA、英國布里斯托大學(xué)、德國柏林工業(yè)大學(xué)留學(xué)及工作6年。2011年獲同濟大學(xué)博士學(xué)位,2015年入職東華大學(xué)。主持國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學(xué)基金(4項)、歐盟瑪麗居里基金、英國牛頓基金、德國洪堡基金、上海市曙光人才計劃、上海市浦江人才計劃以及華為合作項目20項。主要從事功能纖維與多孔材料化學(xué)研究。在Adv. Mater.、Adv. Funct. Mater.、Mater. Horiz.、Chem. Mater.等期刊發(fā)表SCI論文80余篇,SCI引用3600余次。研究成果被人民網(wǎng)、中國科學(xué)報、美國化學(xué)會、德國蒂墨出版社、歐洲化學(xué)出版社等正面評述。擁有中國、美國發(fā)明專利 26件。榮獲中國化工學(xué)會侯德榜化工科學(xué)技術(shù)青年獎、愛思唯爾全球 Top 2%科學(xué)家、JMCA新銳科學(xué)家、上海市高等學(xué)校教學(xué)成果特等獎(排名第2)、上海市五四青年獎?wù)聜人等榮譽。兼任中國材料研究學(xué)會青年理事、纖維材料改性與復(fù)合技術(shù)分會秘書長、中紡聯(lián)智能纖維技術(shù)與制品重點實驗室副主任、蘇州市智能纖維與可穿戴技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)合體理事,Hybrid Advances、Molecules、Advanced Fiber Materials、Chinese Chemical Letters及東華大學(xué)學(xué)報(青年、顧問)編委。
緒論 001
第1章 共軛微孔聚合物材料 003
1.1 共軛微孔聚合物的設(shè)計和合成路徑 003
1.1.1 Sonogashira-Hagihara 偶聯(lián)反應(yīng) 006
1.1.2 Suzuki-Miyaura 偶聯(lián)反應(yīng) 006
1.1.3 Yamamoto 偶聯(lián)反應(yīng) 006
1.1.4 Heck 偶聯(lián)反應(yīng) 006
1.1.5 氧化偶聯(lián)反應(yīng) 007
1.1.6 Buchwald-Hartwig 偶聯(lián)反應(yīng) 007
1.1.7 席夫堿縮合反應(yīng) 007
1.1.8 環(huán)化三聚反應(yīng) 007
1.1.9 吩嗪環(huán)融合反應(yīng) 008
1.1.10 雜環(huán)連接反應(yīng) 008
1.1.11 炔烴復(fù)分解反應(yīng) 008
1.1.12 超交聯(lián)聚合 009
1.1.13 Chichibabin 吡啶合成反應(yīng) 009
1.2 宏觀尺寸共軛微孔聚合物的制備 009
1.2.1 共軛微孔聚合物薄膜 010
1.2.2 共軛微孔聚合物氣凝膠 013
1.2.3 共軛微孔聚合物海綿 015
1.2.4 共軛微孔聚合物纖維 015
1.3 共軛微孔聚合物的應(yīng)用 016
1.3.1 氣體吸附與分離 016
1.3.2 能源存儲與轉(zhuǎn)化 019
1.3.3 水體凈化 025
1.3.4 其他應(yīng)用 027
第2章 共價有機框架材料 029
2.1 COFs 的拓?fù)鋵W(xué)設(shè)計 031
2.2 COFs 的合成方法 033
2.3 COFs 的鍵合類型 035
2.3.1 B—O 鍵 036
2.3.2 C==N 鍵 037
2.3.3 C==NAr 鍵 038
2.3.4 C—N 鍵 039
2.3.5 C==C 鍵 041
2.3.6 C—O 鍵 041
2.3.7 其他鍵型 042
2.4 COFs 在電化學(xué)儲能與環(huán)保領(lǐng)域中的應(yīng)用 042
2.4.1 在電化學(xué)儲能領(lǐng)域中的應(yīng)用 043
2.4.2 在環(huán)保領(lǐng)域的應(yīng)用 050
第3章 離子型多孔聚合物材料 058
3.1 離子型聚合物材料的分類 059
3.2 離子型多孔聚合物材料的設(shè)計與合成 059
3.2.1 離子單體的直接聚合 060
3.2.2 離子單體與中性單體的共聚 061
3.2.3 中性單體的電離聚合 063
3.2.4 聚合后修飾 068
3.3 離子型多孔聚合物的應(yīng)用 070
3.3.1 催化性能 070
3.3.2 吸附與分離應(yīng)用 076
3.3.3 離子傳導(dǎo)應(yīng)用 081
3.3.4 傳感應(yīng)用 084
3.3.5 生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用 085
第4章 籠狀多孔材料 088
4.1 金屬有機籠 089
4.1.1 金屬有機籠的構(gòu)筑策略 089
4.1.2 金屬有機籠的應(yīng)用 092
4.2 多孔有機籠 104
4.2.1 多孔有機籠的構(gòu)筑策略 105
4.2.2 多孔有機籠的應(yīng)用 111
第5章 金屬有機框架材料 121
5.1 金屬有機框架的定義和優(yōu)點 122
5.1.1 MOFs 的定義 123
5.1.2 MOFs 的優(yōu)點 123
5.2 MOFs 的設(shè)計合成理念 125
5.2.1 無機分子構(gòu)建單元 125
5.2.2 有機分子構(gòu)建單元 130
5.3 MOFs 的應(yīng)用 135
5.3.1 氣體儲存與分離 135
5.3.2 催化 142
5.3.3 能量儲存與轉(zhuǎn)化 155
第6章 介孔無機材料 160
6.1 介孔無機材料的合成方法 162
6.1.1 硬模板法 163
6.1.2 軟模板法 164
6.1.3 多模板法 166
6.2 介孔無機材料的合成進(jìn)展 167
6.2.1 介孔氧化硅材料 168
6.2.2 介孔碳材料 171
6.2.3 介孔金屬氧化物材料 173
6.2.4 介孔金屬硫化物材料 177
6.2.5 介孔金屬單質(zhì)材料 177
6.2.6 其他介孔無機材料 178
6.3 介孔無機材料的應(yīng)用 178
6.3.1 吸附 178
6.3.2 催化 179
6.3.3 儲能 182
6.3.4 傳感 184
6.3.5 太陽能電池 185
6.3.6 生物 187
第7章 多孔硅材料 190
7.1 多孔單質(zhì)硅材料 190
7.1.1 多孔單質(zhì)硅的制備 190
7.1.2 多孔單質(zhì)硅復(fù)合材料 195
7.2 介孔二氧化硅材料 199
7.2.1 介孔二氧化硅的制備 201
7.2.2 介孔二氧化硅的改性 203
7.3 介孔有機硅材料 205
7.3.1 介孔有機硅的制備 206
7.3.2 介孔有機硅的改性 209
7.4 多孔硅材料的應(yīng)用 214
7.4.1 能源儲存 214
7.4.2 藥物遞送 218
7.4.3 生物傳感 221
7.4.4 其他應(yīng)用 223
第8章 多孔碳材料 225
8.1 多孔石墨烯 225
8.1.1 多孔石墨烯的制備 226
8.1.2 多孔石墨烯的應(yīng)用 230
8.2 多孔碳納米管 233
8.2.1 多孔碳納米管的制備 234
8.2.2 多孔碳納米管的應(yīng)用 238
8.3 多孔炭黑 240
8.3.1 多孔炭黑的制備 241
8.3.2 多孔炭黑的應(yīng)用 242
8.4 多孔碳纖維 244
8.4.1 多孔碳纖維的制備 244
8.4.2 多孔碳纖維的應(yīng)用 246