近年來,我國在多孔材料化學領域取得了重要的研究進展,在國際上也具有較大影響!抖嗫撞牧匣瘜W》由我國當前活躍在多孔材料化學領域科研一線的學者和專家撰寫,旨在反映多孔材料化學前沿進展及水平。本書結合參編作者已取得的代表性研究進展,系統(tǒng)介紹多孔材料的類型、結構、性能及應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重要工作進行了概述,全書主體內容包括8章,涵蓋了目前多孔材料化學的基本研究范疇,系統(tǒng)性強,反映了當前該領域的研究前沿與現(xiàn)狀。
本書可供高等院校和科研部門從事材料化學,高分子化學,超分子科學及相關專業(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,東華大學材料科學與工程學院、纖維材料改性國家重點實驗室,副院長、研究員,東華大學材料科學與工程學院研究員/博導/副院長、纖維材料改性國家重點實驗室學術帶頭人、上海市優(yōu)秀學術帶頭人,入選教育部長江學者獎勵計劃(青年項目)。2008-2018年先后在美國 UCLA、英國布里斯托大學、德國柏林工業(yè)大學留學及工作6年。2011年獲同濟大學博士學位,2015年入職東華大學。主持國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學基金(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)、中國科學報、美國化學會、德國蒂墨出版社、歐洲化學出版社等正面評述。擁有中國、美國發(fā)明專利 26件。榮獲中國化工學會侯德榜化工科學技術青年獎、愛思唯爾全球 Top 2%科學家、JMCA新銳科學家、上海市高等學校教學成果特等獎(排名第2)、上海市五四青年獎章個人等榮譽。兼任中國材料研究學會青年理事、纖維材料改性與復合技術分會秘書長、中紡聯(lián)智能纖維技術與制品重點實驗室副主任、蘇州市智能纖維與可穿戴技術創(chuàng)新聯(lián)合體理事,Hybrid Advances、Molecules、Advanced Fiber Materials、Chinese Chemical Letters及東華大學學報(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計和合成路徑 003
1.1.1 Sonogashira-Hagihara 偶聯(lián)反應 006
1.1.2 Suzuki-Miyaura 偶聯(lián)反應 006
1.1.3 Yamamoto 偶聯(lián)反應 006
1.1.4 Heck 偶聯(lián)反應 006
1.1.5 氧化偶聯(lián)反應 007
1.1.6 Buchwald-Hartwig 偶聯(lián)反應 007
1.1.7 席夫堿縮合反應 007
1.1.8 環(huán)化三聚反應 007
1.1.9 吩嗪環(huán)融合反應 008
1.1.10 雜環(huán)連接反應 008
1.1.11 炔烴復分解反應 008
1.1.12 超交聯(lián)聚合 009
1.1.13 Chichibabin 吡啶合成反應 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用 016
1.3.1 氣體吸附與分離 016
1.3.2 能源存儲與轉化 019
1.3.3 水體凈化 025
1.3.4 其他應用 027
第2章 共價有機框架材料 029
2.1 COFs 的拓撲學設計 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 在電化學儲能與環(huán)保領域中的應用 042
2.4.1 在電化學儲能領域中的應用 043
2.4.2 在環(huán)保領域的應用 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用 070
3.3.1 催化性能 070
3.3.2 吸附與分離應用 076
3.3.3 離子傳導應用 081
3.3.4 傳感應用 084
3.3.5 生物醫(yī)學應用 085
第4章 籠狀多孔材料 088
4.1 金屬有機籠 089
4.1.1 金屬有機籠的構筑策略 089
4.1.2 金屬有機籠的應用 092
4.2 多孔有機籠 104
4.2.1 多孔有機籠的構筑策略 105
4.2.2 多孔有機籠的應用 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 的設計合成理念 125
5.2.1 無機分子構建單元 125
5.2.2 有機分子構建單元 130
5.3 MOFs 的應用 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 多孔單質硅材料 190
7.1.1 多孔單質硅的制備 190
7.1.2 多孔單質硅復合材料 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 多孔碳纖維的應用 246