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陈小明，张杰鹏 等 著

图书标签:

• 金属有机框架
• MOF
• 多孔材料
• 吸附
• 催化
• 气体存储
• 分离
• 化学
• 材料科学
• 纳米材料

出版社： 化学工业出版社

ISBN：9787122292803

版次：1

商品编码：12219241

包装：精装

丛书名： 纳米材料前沿

开本：16开

出版时间：2017-11-01

用纸：铜版纸

页数：408

字数：456000

正文语种：中文

编辑推荐

适读人群 ：本书可供从事金属-有机框架材料及其相关领域研究的人员及高等院校相关专业学生参考使用。
本书是一本综述性专著，由陈小明院士组织编写，参与编写的人员均为国内该领域的成果比较突出的学者，选择性地介绍了目前金属有机框架材料研究比较热门的内容，包括很多发表在Science，Nature等国际一流期刊上的研究成果。

内容简介

本书依据作者研究团队以及国内外金属-有机框架材料的新研究进展，系统介绍了金属-有机框架材料的设计、合成、功能及其在不同领域的应用，包括金属-有机框架的吸附与分离材料、异相超分子催化材料、荧光与传感材料、手性结构与功能材料、膜分离与膜催化材料、离子导电功能材料以及机纳米粒子/金属-有机框架化合物复合材料，并阐述了金属-有机框架材料未来的发展方向和应用潜力。
本书可供从事金属-有机框架材料及其相关领域研究的人员及高等院校相关专业学生参考使用。

作者简介

陈小明,中国科学院院士，第三世界科学院院士，IUPAC会士，中山大学教授、博导。主要从事功能配位化学与晶体工程研究，主要涉及功能配合物、尤其是配位聚合物的设计与合成，晶体结构分析和性质（气体吸附、光电磁及传感功能等）研究。已在包括Nature Commun.、JACS、Angew. Chem.、Adv. Mater.、Acc. Chem. Res.、Chem. Rev.和Chem. Soc. Rev.等学术刊物上发表论文380多篇；SCI引用次数累计超过2万6千次，H指数高达85。曾获得1项国家自然科学奖二等奖(2007年)和3项广东省科技成果奖一等奖。还先后获得求是科技基金会杰出青年学者奖(1999年)、TWAS化学奖(2012年)，以及Thomson Reuters高被引用学者奖(2014年)等学术奖励。

内页插图

目录

第1章金属-有机框架材料的设计与合成001
陈小明，张杰鹏，林锐标（中山大学化学学院）
1.1 引言 002
1.2 金属-有机框架的结构设计 004
1.2.1 金属离子和有机配体的特性 004
1.2.2 拓扑与几何设计 006
1.2.3 单金属离子节点的网络 007
1.2.4 基于金属簇节点的网络 009
1.3 金属-有机框架的合成方法 015
1.3.1 常规合成方法 016
1.3.2 合成后修饰 020
1.4 总结与展望 024
参考文献 025
第2章金属-有机框架材料的吸附与分离029
李建荣，谢林华（北京工业大学环境与能源工程学院）
2.1 引言 030
2.2 气相吸附与分离 030
2.2.1 储氢 031
2.2.2 甲烷储存 034
2.2.3 二氧化碳捕获 036
2.2.4 有毒有害气体捕获与富集 040
2.2.5 低分子量烃类吸附与分离 043
2.2.6 挥发性有机蒸气（VOC）吸附与分离 047
2.2.7 水蒸气吸附及MOF水稳定性 049
2.2.8 其他气体选择性吸附与分离 052
2.3 液相吸附与分离 055
2.3.1 燃料脱硫脱氮 055
2.3.2 药物控释 059
2.3.3 离子交换与分离 062
2.3.4 溶剂及有机大分子选择性吸附与分离 064
2.3.5 分子异构体选择性吸附与分离 066
2.3.6 其他分子吸附与富集 068
2.4 吸附基功能设计与过程实施 071
2.4.1 吸附功能导向MOF分子设计 071
2.4.2 色谱柱与色谱分离 077
2.4.3 其他成型与器件 079
2.5 总结与展望 080
参考文献 081
第3章金属-有机框架异相超分子催化材料089
张利，苏成勇（中山大学化学学院）
3.1 引言 090
3.1.1 金属-有机框架结构与催化相关性 090
3.1.2 MOF异相催化的基础特征 093
3.1.3 MOF作为异相催化剂的常用评估及表征手段 094
3.2 MOF催化反应类型 096
3.2.1 Lewis酸催化反应 106
3.2.2 碱催化反应 112
3.2.3 缩合反应 115
3.2.4 氧化还原反应 118
3.2.5 偶联反应 126
3.2.6 环加成反应 131
3.2.7 多组分反应 134
3.2.8 串联反应 135
3.2.9 卡宾X—H插入反应 137
3.2.10 仿生催化反应 139
3.3 其他MOF相关多孔材料 141
3.3.1 金属-有机笼堆积形成的多孔材料 142
3.3.2 序金属-有机框架 143
3.3.3 金属-有机凝胶 145
3.4 总结与展望 147
参考文献 147
第4章金属-有机框架材料的荧光与传感155
詹顺泽，倪文秀，李冕，周小平，李丹（汕头大学理学院，暨南大学化学与材料学院）
4.1 设计策略及原理概要 156
4.1.1 发光原理及设计策略 156
4.1.2 传感原理及设计策略 157
4.2 发光调控与物理传感应用 159
4.2.1 发光调控及白光材料 159
4.2.2 分子发光温度计 162
4.3 发光化学传感应用 168
4.3.1 气体分子传感 169
4.3.2 有机分子传感 171
4.3.3 离子传感 174
4.4 生物检测及成像应用 176
参考文献 181
第5章手性金属-有机框架材料的结构与功能187
刘燕，巩伟，江宏，崔勇（上海交通大学化学化工学院）
5.1 引言 188
5.2 手性金属-有机框架材料的设计与合成 193
5.3 不对称催化性能 196
5.3.1 金属节点催化 197
5.3.2 优势手性配体催化 202
5.3.3 有机小分子催化剂催化 219
5.4 手性分离性能 226
5.4.1 吸附分离 227
5.4.2 共结晶分离 229
5.4.3 色谱分离 230
5.4.4 膜分离 233
5.5 总结与展望 235
参考文献 236
第6章金属-有机框架材料的膜分离（催化）与器件241
裘式纶，薛铭（吉林大学化学学院）
6.1 引言 242
6.2 MOF材料膜的制备方法 245
6.2.1 原位生长 246
6.2.2 晶种法二次生长 254
6.2.3 合成后修饰法 260
6.2.4 基于MOF的混合基质膜材料 263
6.3 MOF材料膜分离器件 266
6.3.1 气体分离 267
6.3.2 液体分离 286
6.4 膜催化器件 293
6.4.1 膜催化的机理 294
6.4.2 膜催化器件的潜在应用 297
6.5 总结与展望 300
参考文献 302
第7章金属-有机框架材料的离子导电功能317
鲍松松，郑丽敏（南京大学化学化工学院）
7.1 引言 318
7.2 MOF质子导体 320
7.2.1 MOF质子导电机理 324
7.2.2 含水MOF质子导体 325
7.2.3 水MOF质子导体 345
7.2.4 MOF质子导电膜 348
7.3 其他MOF离子导体 351
7.4 总结与展望 352
参考文献 353
第8章机纳米粒子/金属-有机框架化合物复合材料361
唐智勇，刘雅玲，李国栋（国家纳米科学中心）
8.1 引言 362
8.2 合成方法 363
8.2.1 “瓶中造船”法 363
8.2.2 “船外造瓶”法 367
8.2.3 “一锅”法 372
8.3 结构调控 374
8.3.1 单组分机纳米粒子-MOF复合材料 374
8.3.2 双组分及多组分机纳米粒子-MOF复合材料 389
8.4 应用 390
8.4.1 氢气存储 390
8.4.2 催化 391
8.4.3 传感 397
8.4.4 其他应用 399
8.5 总结与展望 400
参考文献 401
索引 406

前言/序言

配位聚合物是由金属离子或金属簇与机/有机配体通过配位键组装形成的化合物，其中，最为引人注目的是其中就有孔洞结构的多孔配位聚合物。而由有机桥联分子（即配体）与金属离子/金属簇形成的多孔配位聚合物通常被称为金属-有机框架材料。近30年来，金属-有机框架材料因在吸附、分离、催化、传感、离子导电等方面具有出色的性能和应用前景，吸引了各国化学、化工、材料科学家们的广泛兴趣和深入研究，不仅成为重要的研究热点，而且呈现出交叉学科研究趋势，并开始展示商业应用的端倪。我国化学家较早开展这一领域的研究。近年来，国内在此领域的发表论文数量已经稳居世界第一，而且创新性强、高水平的成果不断涌现。可以认为，我国科学工作者已经成为国际上该领域研究的主力军。
目前，国际上已经有多部总结、介绍配位聚合物和金属-有机框架材料的专著，但是，国内迄今未有中文专著的出版。应化学工业出版社和“纳米材料前沿”丛书编委会主任万立骏的邀请，我们组织了金属-有机框架材料领域多位活跃的国内学者，按各人的专长分工，撰写了这一比较简明的综述性专著，期望通过这本书，为初学者和研究生提供该领域研究的基本概念和进展概况。
由于篇幅等原因，本书并没有囊括金属-有机框架材料性质功能研究的全部内容，而只是选择性地介绍其中比较热门的研究内容，包括其吸附功能、异相催化功能、荧光与传感功能、膜分离与膜催化功能及离子电导功能等方面的研究内容。
因为时间、能力等原因，书中难免有所欠缺、疏漏之处，还望专家和读者见谅并不吝赐教。

编著者
2016年12月于中山大学

《空间维度：现代建筑中的曲面与几何》 本书深入探索了曲面和几何学在现代建筑设计中的应用与演变。它不仅仅是一本关于技术和形式的理论著作，更是一次对空间感知、结构创新以及人与建筑互动关系的深度解读。 内容概要： 第一部分：曲面几何学的理论基础与演变 经典几何学的再审视： 本部分追溯了从古希腊几何学到解析几何学的发展历程，重点关注了曲面作为一种基本几何形态的数学描述。我们将探讨二次曲面（如抛物面、双曲抛物面、球面）的数学特性，以及它们如何通过比例、对称性和流畅的线条来影响视觉感受。 现代数学工具的赋能： 接着，本书将聚焦于计算机辅助设计（CAD）软件和参数化建模技术在曲面生成中的关键作用。我们将详细介绍NURBS（非均匀有理B样条）、细分曲面等现代建模方法，以及它们如何赋予设计师前所未有的自由度来创造复杂且精确的曲面形态。此外，还会讨论算法设计在生成非传统几何形状上的潜力。 曲面在不同文化与时代的应用： 从罗马万神庙的穹顶，到哥特式教堂的拱顶，再到20世纪的有机建筑，本书将考察曲面在不同历史时期和文化背景下的表现形式及其象征意义。这有助于理解曲面并非现代独有，而是人类建筑智慧的传承与创新。 第二部分：曲面在现代建筑中的表现与实践 流线型与动态的叙事： 本部分重点分析了流线型曲面在20世纪现代主义和后现代主义建筑中的应用，如巴塞罗那展馆、悉尼歌剧院等。我们将探讨流线型如何营造动感、速度和开放性，以及它们如何与周边环境产生对话。 自由形态与非线性空间： 随着计算能力和材料科学的进步，自由形态曲面建筑在当代建筑中日益兴盛。本书将深入剖析这些建筑的结构逻辑、建造挑战以及它们如何打破传统的盒子式空间，创造出更具沉浸感和趣味性的室内外环境。例如，扎哈·哈迪德的许多作品，以及一些新兴的创新建筑项目。 几何学的解构与重构： 除了流畅的曲面，本书还将关注棱角分明但又充满几何趣味的结构。例如，多面体、折叠结构、以及由基本几何单元叠加组合而成的建筑形态。我们将分析这些设计如何通过大胆的棱角和几何切割来挑战传统的空间体验，并创造出独特的视觉冲击力。 材料与结构的协同： 曲面和复杂的几何形态的实现，离不开先进的材料技术和精密的结构设计。本书将探讨钢结构、混凝土、玻璃幕墙以及新兴材料（如ETFE膜、3D打印材料）在支撑和塑造曲面建筑中的作用。我们将分析结构的力学原理，以及如何通过优化设计来实现美学与功能的统一。 第三部分：空间感知与用户体验 曲面与光的互动： 光线在曲面建筑中的反射、折射和漫射，能够极大地影响空间的氛围和感知。本书将分析不同的曲面形态如何与自然光和人造光进行互动，创造出丰富的光影效果，从而增强空间的深度感、层次感和情感体验。 人体工程学与空间体验： 曲面设计不仅关乎视觉美学，更与人体工学密切相关。本书将探讨曲面如何影响人们的行走动线、视线引导以及整体的舒适度和参与感。例如，如何通过曲线设计来引导人流，或如何通过曲面墙体来营造私密或开放的空间。 城市肌理与环境对话： 现代建筑中的曲面和几何形态，如何融入或挑战既有的城市肌理？本书将从城市设计的角度，分析这些建筑在尺度、体量、色彩和材质上如何与周边环境进行对话，以及它们对城市景观的塑造作用。 结论： 《空间维度：现代建筑中的曲面与几何》是一本面向建筑师、设计师、学生以及对建筑艺术和空间探索感兴趣的读者的重要参考书。它将帮助读者理解曲面和几何学在现代建筑中的深远影响，启发对未来建筑形式和空间体验的思考，并认识到数学、技术与艺术在建筑创作中的和谐统一。本书旨在提供一个多角度、深层次的视角，揭示建筑空间如何通过对曲面和几何学的巧妙运用，超越单纯的功能性，成为一种深刻的文化表达和感官体验。

评分☆☆☆☆☆

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评分☆☆☆☆☆

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评分☆☆☆☆☆

这本书的名字是《金属-有机框架材料》，我拿到它的时候，就深深被这个充满前沿气息的书名所吸引。我本身是材料科学领域的研究生，平时接触的文献和书籍也比较多，但说实话，关于MOFs的书籍，我之前涉猎的并不算太深。市面上很多MOFs的书籍，要么过于理论化，要么侧重于某个单一的应用方向，很难找到一本能够系统地、深入浅出地介绍整个学科体系的书。当我翻开《金属-有机框架材料》时，我立刻感受到了它的不同。首先，它的整体结构非常清晰，从MOFs的基本概念、结构单元的分类，到合成方法的多样性，再到表征手段的详解，几乎涵盖了MOFs研究的方方面面。作者在介绍基本概念时，并没有直接跳到复杂的模型，而是从最基础的金属离子和有机配体的相互作用讲起，循序渐进，即使是对MOFs不太熟悉的读者，也能很快建立起对这类材料的基本认识。我特别喜欢作者在解释MOF结构多样性时，引入的那些生动的类比，比如将不同的金属节点和有机连接体比作搭积木，形象地展示了MOF结构的可设计性。而且，这本书并没有回避MOFs合成过程中可能遇到的各种挑战，比如如何控制晶体的形貌、如何提高产率等等，并提供了不少实际的解决方案和建议，这对于正在进行实验的科研人员来说，无疑是宝贵的财富。我尤其赞赏作者在介绍表征技术时，不仅列举了常用的XRD、SEM、TEM等，还详细阐述了它们在解析MOF结构和性能方面的独特作用，并配以大量的实例图谱，让读者能够直观地理解这些技术是如何帮助我们认识MOFs的。总而言之，这本书为我打开了MOFs研究的一扇新大门，我迫不及待地想深入了解书中的每一个细节。

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我是一名在稀土材料领域工作的研究人员，一直关注着高性能功能材料的最新进展。《金属-有机框架材料》这本书，在其中关于稀土金属在MOFs中的应用方面，给我留下了深刻的印象。我了解到，将稀土金属引入MOFs的结构中，能够赋予MOFs一系列独特的性能，例如优异的发光性能、磁性能以及催化活性。书中详细介绍了稀土金属MOFs在荧光传感、磁共振成像（MRI）、催化等领域的应用。我特别欣赏作者在解释稀土金属MOFs的发光机理时，所采用的清晰易懂的语言和丰富的图示，这让我能够更好地理解稀土元素在MOFs中的能量传递和发光过程。此外，书中对于稀土金属MOFs在催化领域的应用，如用于氧化还原反应和不对称催化，也让我看到了将其与我现有的稀土催化剂研究相结合的可能性。这本书为我打开了新的研究思路，让我开始思考如何利用MOFs这一平台，进一步挖掘稀土金属在高性能功能材料中的应用潜力。

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作为一名对新能源材料充满热情的业余爱好者，我一直关注着能够改变我们能源未来的新型材料。《金属-有机框架材料》这本书，以一种非常引人入胜的方式，向我展示了MOFs在能源领域的巨大潜力。书中关于MOFs在储能和催化方面的应用，让我对未来的能源技术充满了期待。我了解到，MOFs可以被设计成高性能的锂离子电池电极材料，它们的独特结构能够提供优异的离子传输通道，并且能够有效地缓冲充放电过程中产生的体积变化，从而提高电池的循环稳定性和能量密度。此外，书中对于MOFs作为催化剂在氢气生产和储存方面的应用也进行了详细的阐述。我曾经听说过MOFs在CO2捕获和转化方面的研究，但这本书让我看到了它们在更广泛的能源循环中的角色。作者通过大量的实例，清晰地展示了如何通过调控MOFs的组成和结构来优化其在储能和催化过程中的性能。这本书让我认识到，MOFs不仅仅是实验室里的新奇材料，它们正逐步走向实际应用，有望在解决全球能源危机方面发挥重要作用。我迫不及待地想了解更多关于MOFs在太阳能电池、燃料电池等领域的应用，这本书为我打开了通往这些前沿技术的大门。

评分☆☆☆☆☆

我是一名化学专业的本科生，对功能材料领域充满了好奇。在老师的推荐下，我接触了《金属-有机框架材料》这本书。坦白说，一开始我对“金属-有机框架”这个词组感到有些陌生，甚至觉得它离我的日常学习有些遥远。但是，当我真正开始阅读这本书时，我才意识到这是一个多么迷人且潜力巨大的材料体系。作者以一种非常友好的方式，循序渐进地引导我进入MOFs的世界。他并没有使用太多晦涩难懂的专业术语，而是通过生动的语言和丰富的插图，将复杂的化学结构和合成原理变得易于理解。我印象最深刻的是，书中对于MOFs的“框架”概念的解释，它不仅描述了材料的物理结构，更强调了其内部孔道的设计和调控如何赋予材料独特的性能。我以前总觉得材料的性能是由其化学成分决定的，但这本书让我明白，结构才是材料性能的基石，而MOFs正是结构可设计性达到极致的材料之一。作者在介绍MOFs的应用时，也选取了非常贴近生活和前沿科技的例子，比如气体吸附与分离、催化、药物输送等等。这些应用场景的描述，让我看到了MOFs在解决现实世界问题中的巨大潜力，也激发了我对未来材料科学研究的无限遐想。这本书就像一位循循善诱的老师，用最简单易懂的方式，为我打开了材料科学领域一个令人兴奋的新篇章，让我对未来的学习和研究方向有了更清晰的认识。

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我对仿生材料和智能材料领域充满了浓厚的兴趣。《金属-有机框架材料》这本书，在其中关于MOFs在响应性材料和仿生应用方面的内容，让我看到了MOFs在模拟生物体功能方面的潜力。我了解到，MOFs的结构和性质可以通过外界刺激（如光、电、磁场、pH、温度、分子信号等）发生可逆的变化，从而表现出响应性行为，这与生物体内的许多过程非常相似。书中详细介绍了MOFs作为“智能”材料在药物释放、分子识别、自修复材料以及人工肌肉等方面的应用。我特别欣赏作者在阐述MOFs如何模拟生物酶催化活性时，所采用的深入浅出的讲解方式，这让我能够更好地理解MOFs在模仿生物体复杂功能方面的潜力。这本书让我认识到，MOFs不仅仅是简单的化学物质，它们可以通过巧妙的设计，展现出类似生命体的智能和适应性。这激发了我对开发更先进的仿生和智能材料的浓厚兴趣。

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我是一名在读博士生，研究方向是多孔材料在吸附与分离领域的应用。《金属-有机框架材料》这本书，对我来说，就像是打开了一个全新的宝库。在我的研究领域，吸附与分离是一个至关重要的环节，而MOFs凭借其超高的比表面积、可控的孔径和化学性质，无疑是这一领域的明星材料。这本书系统地梳理了MOFs在气体吸附与分离方面的研究进展，让我对这个方向有了更全面的认识。作者详细介绍了不同类型的MOFs，以及它们在吸附不同气体（如CO2、H2、CH4等）时的性能差异。我特别喜欢书中对于MOFs吸附机理的深入剖析，例如，作者如何解释MOFs内部的化学吸附位点和物理吸附位点如何协同作用，以及如何通过改变MOFs的化学环境来优化其对特定分子的选择性。书中还列举了大量具体的MOFs材料，并详细介绍了它们的吸附容量、选择性、再生性能等关键参数，这为我的实验设计提供了非常宝贵的参考。此外，作者还探讨了MOFs在实际分离过程中的挑战，比如大规模制备、成本以及长期稳定性等问题，并提出了一些潜在的解决方案，这让我对MOFs的应用前景有了更现实的认识。这本书不仅拓宽了我的视野，也为我未来的博士论文研究指明了方向。

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很不错。

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专业书不错，相比其他便宜的牌子，好用很多，已经多次购买了，这个价钱还是，一分钱一分货吧，好评！后面的字都是为了刷京豆的。。。忽略就好

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物美价廉，内容丰富。。。。。。。。。。。

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快递速度很快，书的质量不错，应该是正版。