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| 編輯推薦： |
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《纳米碳催化》面向全国大专院校和科研单位从事催化、能源及纳米材料的大批研究人员和博士、硕士生，从事绿色化学及能源研究的人员。
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| 內容簡介： |
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替代贵重金属及过渡金属，建立新型的绿色的催化过程是可持续发展的重要途径之一。碳纳米材料催化是一个全新的学科领域，是国际上催化研究的前沿；作者在德国从事这方面的研究多年，站在了这一新学科的前沿。《纳米碳催化》主要介绍碳纳米材料的物理化学性质、表面化学及表征方法，催化烷烃活化、催化氧化反应、催化液相C-H键活化、催化电化学反应，催化反应动力学、理论计算及碳纳米催化材料的宏观成型及应用。
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| 目錄：
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《纳米科学与技术》丛书序序
前言
第1章绪论1
纳米碳材料1
1.2催化与纳米催化3
1.3纳米碳催化6
参考文献7
第2章纳米碳材料基础及结构表征9
2.1纳米碳材料基础9
2.1.1纳米碳的存在形式9
2.1.2纳米碳的结构10
2.1.3纳米碳的性质16
2.2纳米碳材料结构的表征方法19
2.2.1X射线衍射19
2.2.2拉曼光谱分析20
2.2.3电子显微术22
2.2.4扫描隧道显微镜28
2.2.5原子力显微镜29
参考文献31
第3章纳米碳材料的表面化学与表征35
3.1纳米碳材料的表面化学性质35
3.1.1纳米碳材料的表面缺陷35
3.1.2纳米碳材料的表面功能基团37
3.1.3纳米碳材料的表面掺杂原子38
3.2纳米碳材料的表面酸碱性39
3.2.1纳米碳材料的表面酸性40
3.2.2纳米碳材料的表面碱性40
3.3纳米碳材料表面含氧基团和氮物种的定性定量研究42
3.3.1X射线光电子能谱技术42
3.3.2红外光谱技术45
3.3.3程序升温脱附技术49
3.3.4Boehm滴定技术51
3.3.5电化学方法53
3.4研究纳米碳材料表面基团的新方法54
3.4.1X射线吸收谱55
3.4.2化学滴定法60
3.5结论62
参考文献62
第4章纳米碳材料的修饰改性65
4.1缺陷位修饰改性65
4.1.1拓扑缺陷位65
4.1.2结构缺陷位66
4.1.3缺陷位的催化作用67
4.2氧修饰改性67
4.2.1氧修饰改性的方法67
4.2.2氧修饰的催化作用n
4.3氮修饰改性71
4.3.1富氮碳材料及其合成方法71
4.3.2富氮碳材料在催化中的应用72
4.3.3氮掺杂碳材料75
4.3.4氮掺杂碳材料的合成76
4.3.5氮掺杂在催化中的作用79
4.4硼修饰改性82
4.4.1硼掺杂碳材料及其合成方法82
4.4.2硼掺杂在催化中的作用85
4.5磷修饰改性86
4.6硫修饰改性89
小结92
参考文献92
第5章纳米碳催化的理论计算101
5.1纳米碳材料''电子性质101
5.2纳米碳材料缺陷位的化学性质105
5.3纳米碳材料上氧官能团的化学活性106
5.4纳米碳材料催化剂上碳氢化合物氧化脱氢反应的理论计算112
5.4.1活性位的确定和乙烷的物理吸附112
5.4.2氧化脱氢的反应路径114
5.5杂原子的作用119
5.5.1在氧化脱氢反应中杂原子氮?硼对于乙烯选择性的调控119
5.5.2硼掺杂碳纳米管作为甲烷部分氧化反应催化剂122
5.5.3掺杂改性的碳纳米管在燃料电池氧还原反应中的催化性质和作用…127
5.5.4杂原子在氧化脱氢反应中的作用130
5.6总结和展望132
参考文献134
第6章纳米碳材料催化脱氢反应138
6.1脱氢反应138
6.2纳米碳材料催化氧化脱氢反应140
6.2.1纳米碳材料催化烷基芳烃氧化脱氢反应141
6.2.2纳米碳材料催化低碳链烷烃氧化脱氢反应149
6.2.3纳米碳材料催化的其他类型氧化脱氢反应155
6.2.4纳米碳材料催化烷烃氧化脱氢反应过程和机理156
6.3纳米碳材料催化直接脱氢反应159
6.3.1纳米碳材料催化直接脱氢反应类型159
6.3.2纳米碳材料催化直接脱氢反应的活性位点和催化反应过程163
6.4小结165
参考文献166
第7章纳米碳材料催化选择氧化反应169
7.1碳纳米管催化丙烯醛选择氧化制丙烯酸169
7.1.1碳纳米管催化剂在丙烯醛选择氧化反应中的性能170
7.1.2碳纳米管表面官能团的性质171
7.1.3氧化处理对碳纳米管催化活性的影响172
7.1.4氧化CNT催化选择氧化丙烯醛的活性位探讨174
7.1.5碳纳米管催化氧化丙烯醛的机理177
7.2掺氮碳纳米管催化丙烯醇选择氧化177
7.2.1掺氮碳纳米管在丙烯醇选择氧化反应中的优异性能178
7.2.2不同掺氮量对催化丙烯醇选择氧化反应的影响179
7.2.3掺氮碳纳米管催化丙烯醇选择氧化机理180
7.3掺氮碳纳米管催化硫化氢选择氧化180
7.3.1掺杂氮原子对硫化氢选择氧化催化活性影响181
7.3.2反应温度和空速对硫化氢选择氧化催化活性影响181
7.3.3掺氮碳纳米管催化硫化氢选择氧化机理183
7.4应用前景183
参考文献184
第8章纳米碳催化卤化反应188
8.1氯乙烯和聚氯乙烯188
8.1.1氯乙烯188
8.1.2乙炔法和乙烯氧氯化法的比较189
8.1.3聚氯乙烯190
8.1.4汞对环境的污染191
8.2金属催化乙炔氢氯化192
8.2.1金属活性规律192
8.2.2无汞催化剂的研发195
8.3非金属无汞催化201
8.3.1氮掺杂碳纳米管的制备201
8.3.2氮掺杂碳纳米管表征与分析203
8.3.3碳催化剂乙炔氢氯化的活性208
8.3.4密度泛函理论研究214
8.4结语219
参考文献219
第9章纳米碳材料液相催化作用224
9.1纳米碳材料液相催化反应概述224
9.2纳米碳材料催化烃类的液相选择氧化228
9.2.1碳材料催化环己烷的液相选择氧化228
9.2.2碳材料催化芳香烃的液相选择氧化234
9.2.3烃类液相催化机理的原位光谱研究240
9.3纳米碳材料催化醇的液相选择氧化243
9.3.1碳纳米壳催化醇液相选择氧化244
9.3.2碳纳米管催化醇液相选择氧化245
9.3.3氧化石墨催化醇液相选择氧化247
9.3.4石墨烯催化醇液相选择氧化249
9.4纳米碳材料催化湿空气氧化反应250
9.5纳米碳材料催化H202的液相氧化和羟基化253
9.5.1纳米碳材料催化H202的液相氧化253
9.5.2纳米碳材料液相羟基化254
参考文献257
第10章纳米碳电催化作用265
10.1燃料电池及纳米碳电催化265
10.1.1氧还原电催化剂的常用评价方法265
10.1.2纳米孔碳基电催化剂267
10.1.3碳纳米管基电催化剂271
10.1.4石墨烯基电催化剂273
10.2纳米碳材料在锂-空电池中的应用275
10.2.1金属-空气电池275
10.2.2锂-空电池276
10.3纳米碳材料在电催化氧化处理有机污水中的应用277
10.3.1电催化氧化处理有机污水的基本原理277
10.3.2纳米碳材料在阴极间接氧化中的应用278
10.4问题与展望280
参考文献281
第11章纳米碳材料环境催化作用285
11.1概述285
11.2纳米孔碳材料催化氧化NO285
11.2.1纳米孔碳催化氧化NO机理286
11.2.2纳米孔碳催化氧化NO影响因素287
11.3纳米孔碳材料催化氧化H;293
11.3.1纳米孔碳物理化学吸附H2S293
11.3.2纳米孔碳材料催化氧化H2S的机理295
11.3.3催化氧化反应的活性位297
11.3.4纳米孔碳材料催化氧化H2S的影响因素299
11.4展望303
参考文献304
第12章纳米金刚石与石墨烯的催化作用308
12.1纳米金刚石的催化作用308
12.1.1纳米金刚石的合成308
12.1.2纳米金刚石的微观结构310
12.1.3纳米金刚石的表面化学性质312
12.2纳米金刚石的表面功能化及结构调控313
12.3纳米金刚石的催化性能316
12.3.1甲烷裂解反应活性317
12.3.2烃类氧化脱氢反应活性319
12.3.3烃类直接脱氢反应活性研究323
12.3.4电催化326
12.4石墨烯简介326
12.5石墨烯材料的边缘结构与含氧官能团327
12.6石墨烯材料作为催化剂329
12.6.1石墨烯催化329
12.6.2掺杂石墨烯催化330
12.6.3氧化石墨或氧化石墨烯催化332
12.7小分子模型催化剂的应用335
12.8石墨烯材料催化与其他碳材料催化之间的关系337
12.9发展方向和展望337
参考文献338
第13章纳米碳催化与金属氧化物催化的比较346
13.1钒氧化物在氧化脱氢反应中的研究现状347
13.1.1活性位的判定和研究347
13.1.2反应路径和反应机理349
13.1.3载体的作用353
13.1.4反应活性指标:氧空穴形成能355
13.2纳米碳材料催化剂和金属氧化物催化剂的比较356
13.2.1活性中心的几何结构和电子结构357
13.2.2反应路径的比较359
13.2.3反应机理的比较360
13.2.4钒原子和碳原子的比较361
13.3总结和展望363
参考文献364
第14章纳米碳催化的工业应用探索368
14.1纳米碳材料的宏量制备368
14.1.1碳纳米管和纳米金刚石的宏量制备368
14.1.2纳米金刚石370
14.1.3石墨烯371
14.2碳纳米管的规模功能化373
14.3纳米碳材料作为工业催化剂的独特特点374
14.4纳米碳材料的工业成型研究375
14.4.1传统成型方法375
14.4.2整体式碳纳米材料催化剂376
14.5纳米碳催化剂在烷烃脱氢反应中的放大应用探索381
14.5.1反应条件对纳米碳催化剂催化烷烃脱氢反应活性和选择性的影响381
14.5.2 032和N20作为氧化剂催化乙苯脱氢382
14.5.3纳米碳催化及在烷烃脱氢反应中的稳定性能测试383
14.6结束语384
参考文献385
第1S章展望388
索引391
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