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出版社： 化学工业出版社

ISBN：9787122307866

商品编码：29766358866

商品基本信息，请以下列介绍为准
商品名称：	氧化物半导体气敏材料制备与性能
作者：	孙广著
定价：	68.0
出版社：	化学工业出版社
出版日期：	2018-03-01
ISBN：	9787122307866
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装帧：
开本：	小16开

内容简介

本书除了系统总结作者近年来在该领域取得的重要研究成果之外，还详细阐述了氧化物半导体气敏材料的敏感机理、研究进展、发展趋势及存在问题，介绍了几种不同微纳米结构材料的制备与性能。

纳米材料的革命：从合成到应用的无限可能 本书并非关于氧化物半导体气敏材料的制备与性能。相反，它深入探索的是一个更为广阔且充满活力的领域——纳米材料的合成、表征及其在各行各业的革命性应用。我们将带领读者穿越微观世界的奇妙旅程，揭示纳米尺度下物质展现出的非凡特性，以及如何通过精准控制其结构和组成，解锁其巨大的应用潜力。 第一部分：纳米材料的基石——精准合成与构筑 我们首先会从纳米材料的合成策略入手。传统的宏观材料制备方法在纳米尺度下往往难以奏效，因此，掌握高效、可控的纳米材料合成技术至关重要。本书将详细介绍多种主流的合成方法，包括： 液相化学法： 溶胶-凝胶法（Sol-Gel Method）： 这种方法通过水解和缩合反应，从前驱体溶液中形成纳米结构。我们将深入剖析不同前驱体、溶剂、催化剂的选择对纳米粒子尺寸、形貌和组成的影响，并介绍如何通过控制反应条件（温度、pH值、反应时间）来优化合成过程。例如，我们将探讨如何利用溶胶-凝胶法制备出具有高比表面积的介孔氧化物，这些材料在催化和吸附领域表现出色。 微乳液法（Microemulsion Method）： 利用表面活性剂在两相不混溶液体中形成的纳米尺寸液滴作为反应空间，这种方法能够精确控制纳米粒子的尺寸和分散性。我们将详细讲解模板的形成机理、反胶束尺寸与纳米粒子尺寸的关系，以及如何通过改变油水比、表面活性剂种类来调控产物的形貌，例如制备出球形、棒状或管状的纳米粒子。 水热/溶剂热法（Hydrothermal/Solvothermal Method）： 在密闭容器中，利用高温高压的水或有机溶剂作为反应介质，这种方法能够获得高结晶度和规整形貌的纳米材料。我们将分析温度、压力、反应时间、溶剂性质以及添加剂（如表面活性剂、生长导向剂）对晶体生长动力学和形貌演化的影响，例如制备出具有特定晶面暴露的纳米晶体，以提升其催化活性。 沉淀法（Precipitation Method）： 通过控制溶液中的离子浓度和pH值，使目标产物以纳米颗粒的形式从溶液中析出。我们将讨论过饱和度、晶核形成与长大机理、以及如何通过控制加料速率和搅拌强度来获得尺寸均匀的纳米沉淀。 还原法（Reduction Method）： 特别是针对金属纳米粒子，我们将深入研究各种还原剂（如硼氢化钠、柠檬酸钠、肼）和还原气氛（如氢气）的选择，以及如何利用表面活性剂或聚合物稳定剂来防止纳米粒子团聚，获得稳定的胶体分散液。 气相沉积法： 化学气相沉积（CVD）： 通过前驱体气体在基底表面发生化学反应，沉积形成薄膜或纳米结构。我们将重点介绍不同CVD技术，如常压CVD、低压CVD（LPCVD）、等离子体增强CVD（PECVD）和原子层沉积（ALD）的原理、优缺点以及适用范围。特别会强调ALD在制备原子级厚度、高密度、均匀薄膜方面的独特优势，例如在微电子器件中的应用。 物理气相沉积（PVD）： 包括蒸发和溅射等技术，将固体前驱体转化为气相，然后在基底上凝结成纳米结构。我们将讨论不同PVD技术（如热蒸发、电子束蒸发、射频溅射、磁控溅射）的原理、参数控制（如靶材、功率、背压、基底温度）以及对薄膜的结构、成分和性能的影响。 固相法： 机械球磨法（Mechanical Milling）： 通过高能球磨，在机械力的作用下实现纳米材料的制备。我们将讨论球磨介质、球磨时间、球料比以及气氛等因素对纳米晶尺寸、相变以及表面能的影响，例如制备纳米晶金属合金。 高温固相反应法（Solid-State Reaction）： 通过加热固态反应物使其发生扩散和反应，形成纳米晶材料。我们将分析扩散动力学、界面反应以及烧结过程对纳米结构的影响。 生物合成法： 利用微生物（细菌、真菌、藻类）或生物大分子（蛋白质、DNA）作为模板或还原剂，在温和条件下合成纳米材料。我们将探讨生物模板的结构、生物矿化过程以及生物活性物质在纳米材料制备中的作用，例如制备生物相容性纳米粒子。 在纳米材料构筑方面，本书将不止步于简单的纳米粒子合成，更会深入探讨如何通过自组装（Self-Assembly）和模板法（Template-Assisted Synthesis）来精确控制纳米结构的维度、形貌和排列方式，从而赋予材料独特的功能。我们将介绍： 自组装技术： 分子自组装： 利用分子间的非共价相互作用（如范德华力、氢键、π-π堆积），使分子自发地组织成有序的纳米结构。我们将探讨 Langmuir-Blodgett 技术、表面诱导自组装以及胶体自组装等。 块状共聚物自组装： 利用嵌段共聚物在特定溶剂或退火条件下形成的微相分离，构筑出周期性的纳米结构，如层状、圆柱状、球状等。 模板法： 硬模板法： 利用已有的具有特定形貌的固体材料（如多孔氧化铝、二氧化硅模板、碳纳米管）作为模板，在模板孔隙内进行填充、生长或沉积，然后去除模板，得到具有模板形貌的纳米结构。 软模板法： 利用表面活性剂形成的胶束、液晶或生物大分子等作为模板，在模板的引导下进行纳米结构的形成。 第二部分：洞察微观——纳米材料的表征技术 要理解纳米材料的非凡性能，精确的表征至关重要。本书将系统介绍用于纳米材料结构、形貌、组成和性质的表征技术，确保读者能够全面掌握如何“看清”这些微观世界中的奇迹： 形貌与结构表征： 扫描电子显微镜（SEM）： 揭示材料的表面形貌、微观结构和尺寸分布。我们将介绍不同工作模式（如二次电子成像、背散射电子成像）的原理及应用，以及如何通过样品制备优化成像效果。 透射电子显微镜（TEM）： 提供纳米材料的内部结构、晶体结构、晶界和缺陷信息，分辨率可达原子级别。我们将深入讲解高分辨率透射电子显微镜（HRTEM）如何揭示晶格条纹，以及电子衍射（ED）如何确定晶体结构。 原子力显微镜（AFM）： 能够直接“触摸”到纳米表面的三维形貌，并能测量表面力学性质。我们将介绍不同成像模式（如接触模式、非接触模式、敲击模式）的原理，以及AFM在研究纳米颗粒吸附、表面粗糙度等方面的应用。 X射线衍射（XRD）： 确定材料的晶体结构、晶粒尺寸和晶格参数。我们将详细解读XRD图谱，以及如何利用Scherrer公式等方法估算纳米晶的尺寸。 聚焦离子束（FIB）： 用于纳米结构的精细加工和截面分析，为TEM样品制备提供强大支持。 组成与化学状态表征： X射线光电子能谱（XPS）： 提供表面元素的组成信息以及化学态（氧化态、配位环境）。我们将解析XPS谱图，了解如何区分不同化学键合状态下的元素信号。 能量色散X射线光谱（EDX/EDS）： 通常与SEM或TEM联用，用于分析样品中元素的种类和相对含量，具有面扫描和点分析功能。 俄歇电子能谱（AES）： 具有较高的空间分辨率，用于表面元素的定性和定量分析。 傅里叶变换红外光谱（FTIR）： 用于分析材料的化学键振动模式，识别官能团和化学键合状态。 拉曼光谱（Raman Spectroscopy）： 提供材料的分子振动信息，对晶体结构、缺陷和分子构象敏感。 比表面积与孔隙结构表征： Brunauer-Emmett-Teller（BET）法： 通过物理吸附（通常是氮气）测量材料的比表面积和孔隙体积。我们将详细讲解吸附-脱附等温线的解读，以及如何区分微孔、介孔和大孔。 其他重要表征技术： 紫外-可见吸收光谱（UV-Vis Spectroscopy）： 测量材料的光学吸收特性，与带隙、等离子体共振等性质相关。 荧光光谱（Photoluminescence Spectroscopy）： 研究材料的激发和发射光谱，揭示其光电性质和缺陷状态。 差示扫描量热法（DSC）/热重分析（TGA）： 研究材料的热稳定性、相变以及分解过程。 第三部分：革新未来——纳米材料的多元化应用 一旦掌握了纳米材料的合成与表征，我们便能将其独特性能应用于各个领域，实现前所未有的突破。本书的第三部分将聚焦于纳米材料在催化、能源、环境、生物医学、电子器件和先进制造等关键领域的广泛应用： 催化领域： 多相催化： 纳米材料由于其巨大的比表面积和丰富的表面缺陷，是优良的催化剂载体或活性组分。我们将探讨纳米金属、金属氧化物、碳纳米材料（如石墨烯、碳纳米管）在石油化工、环境保护（如汽车尾气净化）、精细化学品合成中的应用。例如，我们将分析纳米氧化物在高选择性氧化反应中的作用。 均相催化： 纳米粒子作为均相催化剂，可以与反应物充分接触，提高反应效率。我们将讨论如何通过表面修饰来调控纳米催化剂的溶解性和稳定性。 光催化： 纳米半导体材料（如TiO2、ZnO）在光照下能够产生电子-空穴对，用于水分解制氢、降解有机污染物和二氧化碳还原。我们将深入研究影响光催化效率的因素，如载流子分离、表面态等。 能源领域： 太阳能电池： 纳米材料（如量子点、纳米线、钙钛矿纳米结构）在染料敏化太阳能电池（DSSC）、有机太阳能电池（OSC）和混合型太阳能电池中，能够提高光吸收效率、载流子传输能力和电荷分离效率。 储能设备： 纳米材料在锂离子电池、超级电容器等储能设备中，通过提供更大的比表面积和更快的离子/电子传输通道，显著提升能量密度和功率密度。我们将重点介绍纳米锂电池正负极材料、纳米碳材料在超级电容器中的应用。 燃料电池： 纳米催化剂（如Pt纳米颗粒）在燃料电池的电极反应中扮演着关键角色，提高催化活性和稳定性。 环境领域： 水处理： 纳米吸附剂（如纳米零价铁、介孔氧化物）能够高效吸附重金属离子、有机染料和农药等污染物。纳米光催化剂用于降解水体中的有机物。 空气净化： 纳米催化剂用于去除空气中的挥发性有机化合物（VOCs）、氮氧化物（NOx）等有害气体。纳米材料也可用作高效过滤材料。 生物医学领域： 药物递送： 纳米载体（如脂质体、聚合物纳米粒、介孔二氧化硅）能够高效包裹和递送药物，实现靶向释放，提高疗效，降低副作用。 生物成像： 荧光纳米粒子（如量子点）、磁性纳米粒子等可作为生物成像探针，用于细胞、组织和疾病的早期诊断。 生物传感： 纳米材料修饰的传感器具有高灵敏度和选择性，可用于检测生物分子、病原体等。 抗菌材料： 银纳米粒子、氧化锌纳米粒子等具有优异的抗菌性能，可用于医疗器械、纺织品等领域。 电子器件与信息技术： 半导体纳米结构： 纳米线、量子点等在下一代晶体管、LEDs、激光器等器件中展现出独特的电子和光学性质。 存储器： 纳米材料在相变存储器（PCM）、电阻式随机存取存储器（RRAM）等新型存储器件中具有应用潜力。 传感器： 纳米材料因其对外界环境变化的敏感性，广泛应用于气体传感器、生物传感器、化学传感器等。 先进制造与新材料： 纳米复合材料： 将纳米材料添加到聚合物、金属或陶瓷基体中，可以显著提升材料的力学性能、热学性能、电学性能和阻燃性。 3D打印： 纳米材料在3D打印领域的应用，能够制造具有复杂结构和优异性能的零部件。 表面工程： 纳米涂层能够赋予材料疏水、疏油、耐磨、抗菌等特殊功能。 本书旨在为材料科学家、化学家、工程师、以及对纳米科技感兴趣的学生和研究人员提供一个全面而深入的视角。我们鼓励读者在掌握理论知识的同时，积极探索纳米材料的创新性应用，共同推动纳米科技的进步，迎接一个更加美好的未来。

评分☆☆☆☆☆

这本书的章节编排逻辑性简直是教科书级别的典范。从宏观的背景介绍到微观的材料结构分析，再到后期的性能测试与应用前景展望，每部分之间的过渡都处理得极其自然流畅，毫无生硬的跳跃感。我注意到，作者非常注重理论与实践的结合，总是在讲解完一个概念后，立即引用相关的实验数据或实际案例来佐证。这种结构安排，极大地降低了知识的吸收难度。尤其赞赏的是，它并没有停留在已有的成熟技术上，而是勇敢地探讨了一些前沿的、仍在探索中的研究方向，为我们指明了未来的研究思路，这种前瞻性是许多同类书籍所缺乏的。

评分☆☆☆☆☆

作为一个长期关注该领域发展的专业人士，我不得不说，这本书在信息广度和深度上都达到了一个令人敬佩的高度。它不仅仅是简单地罗列已知事实，而是对现有研究成果进行了一次深度的批判性梳理和整合。例如，书中对比了不同制备方法在能耗、成本控制以及最终产品性能上的差异，分析得入木三分，提供了大量的横向比较数据。更重要的是，它并未提供一个“标准答案”，而是鼓励读者批判性地思考，形成自己的见解。这种引导式的论述方式，对于培养独立思考的研究人员是至关重要的，它提供的工具和框架，远比单纯的知识点更有价值，是值得反复研读的案头必备参考书。

评分☆☆☆☆☆

阅读这本书的过程，体验感极其舒畅，这很大程度上归功于作者那极其细腻且富有洞察力的文字驾驭能力。他们的笔触既有科学的精准性，又不失文学的优雅。很多本应是硬邦邦的实验数据和参数，在作者的描述下，仿佛都拥有了生命和故事。例如，描述晶体生长过程中遇到的挑战时，那种对材料特性的拟人化描写，让人在理解技术难点的同时，也能感受到作者对科学探索的热情与执着。这使得即便是那些需要高度集中注意力的复杂章节，读起来也丝毫不会感到疲倦，反而会产生一种沉浸式的阅读快感，让人忍不住一口气读完，深怕错过任何一个精彩的论述点。

评分☆☆☆☆☆

初读内文，我就被其详实的论述方式深深吸引住了。作者似乎并没有急于抛出那些晦涩难懂的专业名词，而是采取了一种层层递进的讲解策略。例如，在介绍基础理论的部分，他们没有直接堆砌公式，而是通过生动的比喻和清晰的图示，将复杂的物理化学过程描绘得栩栩如生。我特别欣赏他们对实验步骤的描述，简直就像是手把手在教你操作一样，每一步的注意事项、可能遇到的陷阱，都标注得非常细致。这种“保姆式”的教学风格，对于我们这些希望将理论付诸实践的研究者来说，无疑是极大的帮助。阅读过程中，我感觉自己不是在读一本教材，而是在与一位经验丰富的导师进行深入的学术交流，收获颇丰。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计真是大气，那种深邃的蓝色调配上简洁的白色字体，一下子就让人感受到了一种严谨和专业的气息。我当时在书店里翻阅的时候，光是看到书名和这封面设计，就觉得内容肯定不一般。装帧质量也做得相当不错，拿在手里沉甸甸的，纸张的质感也很好，印刷清晰，让人爱不释手。我本来以为这种专业书籍可能会比较枯燥，但这个版本给人的感觉非常高端，就像是精心制作的艺术品。书脊的设计也很考究，即便放在书架上，也能一眼被认出来，辨识度很高。对于经常需要查阅资料的读者来说，这种高质量的装帧和印刷简直是福音，细节之处体现了出版社对内容的尊重。