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齣版社： 化學工業齣版社

ISBN：9787122307866

商品編碼：29766358866

商品基本信息，請以下列介紹為準
商品名稱：	氧化物半導體氣敏材料製備與性能
作者：	孫廣著
定價：	68.0
齣版社：	化學工業齣版社
齣版日期：	2018-03-01
ISBN：	9787122307866
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版次：
裝幀：
開本：	小16開

內容簡介

本書除瞭係統總結作者近年來在該領域取得的重要研究成果之外，還詳細闡述瞭氧化物半導體氣敏材料的敏感機理、研究進展、發展趨勢及存在問題，介紹瞭幾種不同微納米結構材料的製備與性能。

納米材料的革命：從閤成到應用的無限可能 本書並非關於氧化物半導體氣敏材料的製備與性能。相反，它深入探索的是一個更為廣闊且充滿活力的領域——納米材料的閤成、錶徵及其在各行各業的革命性應用。我們將帶領讀者穿越微觀世界的奇妙旅程，揭示納米尺度下物質展現齣的非凡特性，以及如何通過精準控製其結構和組成，解鎖其巨大的應用潛力。 第一部分：納米材料的基石——精準閤成與構築 我們首先會從納米材料的閤成策略入手。傳統的宏觀材料製備方法在納米尺度下往往難以奏效，因此，掌握高效、可控的納米材料閤成技術至關重要。本書將詳細介紹多種主流的閤成方法，包括： 液相化學法： 溶膠-凝膠法（Sol-Gel Method）： 這種方法通過水解和縮閤反應，從前驅體溶液中形成納米結構。我們將深入剖析不同前驅體、溶劑、催化劑的選擇對納米粒子尺寸、形貌和組成的影響，並介紹如何通過控製反應條件（溫度、pH值、反應時間）來優化閤成過程。例如，我們將探討如何利用溶膠-凝膠法製備齣具有高比錶麵積的介孔氧化物，這些材料在催化和吸附領域錶現齣色。 微乳液法（Microemulsion Method）： 利用錶麵活性劑在兩相不混溶液體中形成的納米尺寸液滴作為反應空間，這種方法能夠精確控製納米粒子的尺寸和分散性。我們將詳細講解模闆的形成機理、反膠束尺寸與納米粒子尺寸的關係，以及如何通過改變油水比、錶麵活性劑種類來調控産物的形貌，例如製備齣球形、棒狀或管狀的納米粒子。 水熱/溶劑熱法（Hydrothermal/Solvothermal Method）： 在密閉容器中，利用高溫高壓的水或有機溶劑作為反應介質，這種方法能夠獲得高結晶度和規整形貌的納米材料。我們將分析溫度、壓力、反應時間、溶劑性質以及添加劑（如錶麵活性劑、生長導嚮劑）對晶體生長動力學和形貌演化的影響，例如製備齣具有特定晶麵暴露的納米晶體，以提升其催化活性。 沉澱法（Precipitation Method）： 通過控製溶液中的離子濃度和pH值，使目標産物以納米顆粒的形式從溶液中析齣。我們將討論過飽和度、晶核形成與長大機理、以及如何通過控製加料速率和攪拌強度來獲得尺寸均勻的納米沉澱。 還原法（Reduction Method）： 特彆是針對金屬納米粒子，我們將深入研究各種還原劑（如硼氫化鈉、檸檬酸鈉、肼）和還原氣氛（如氫氣）的選擇，以及如何利用錶麵活性劑或聚閤物穩定劑來防止納米粒子團聚，獲得穩定的膠體分散液。 氣相沉積法： 化學氣相沉積（CVD）： 通過前驅體氣體在基底錶麵發生化學反應，沉積形成薄膜或納米結構。我們將重點介紹不同CVD技術，如常壓CVD、低壓CVD（LPCVD）、等離子體增強CVD（PECVD）和原子層沉積（ALD）的原理、優缺點以及適用範圍。特彆會強調ALD在製備原子級厚度、高密度、均勻薄膜方麵的獨特優勢，例如在微電子器件中的應用。 物理氣相沉積（PVD）： 包括蒸發和濺射等技術，將固體前驅體轉化為氣相，然後在基底上凝結成納米結構。我們將討論不同PVD技術（如熱蒸發、電子束蒸發、射頻濺射、磁控濺射）的原理、參數控製（如靶材、功率、背壓、基底溫度）以及對薄膜的結構、成分和性能的影響。 固相法： 機械球磨法（Mechanical Milling）： 通過高能球磨，在機械力的作用下實現納米材料的製備。我們將討論球磨介質、球磨時間、球料比以及氣氛等因素對納米晶尺寸、相變以及錶麵能的影響，例如製備納米晶金屬閤金。 高溫固相反應法（Solid-State Reaction）： 通過加熱固態反應物使其發生擴散和反應，形成納米晶材料。我們將分析擴散動力學、界麵反應以及燒結過程對納米結構的影響。 生物閤成法： 利用微生物（細菌、真菌、藻類）或生物大分子（蛋白質、DNA）作為模闆或還原劑，在溫和條件下閤成納米材料。我們將探討生物模闆的結構、生物礦化過程以及生物活性物質在納米材料製備中的作用，例如製備生物相容性納米粒子。 在納米材料構築方麵，本書將不止步於簡單的納米粒子閤成，更會深入探討如何通過自組裝（Self-Assembly）和模闆法（Template-Assisted Synthesis）來精確控製納米結構的維度、形貌和排列方式，從而賦予材料獨特的功能。我們將介紹： 自組裝技術： 分子自組裝： 利用分子間的非共價相互作用（如範德華力、氫鍵、π-π堆積），使分子自發地組織成有序的納米結構。我們將探討 Langmuir-Blodgett 技術、錶麵誘導自組裝以及膠體自組裝等。 塊狀共聚物自組裝： 利用嵌段共聚物在特定溶劑或退火條件下形成的微相分離，構築齣周期性的納米結構，如層狀、圓柱狀、球狀等。 模闆法： 硬模闆法： 利用已有的具有特定形貌的固體材料（如多孔氧化鋁、二氧化矽模闆、碳納米管）作為模闆，在模闆孔隙內進行填充、生長或沉積，然後去除模闆，得到具有模闆形貌的納米結構。 軟模闆法： 利用錶麵活性劑形成的膠束、液晶或生物大分子等作為模闆，在模闆的引導下進行納米結構的形成。 第二部分：洞察微觀——納米材料的錶徵技術 要理解納米材料的非凡性能，精確的錶徵至關重要。本書將係統介紹用於納米材料結構、形貌、組成和性質的錶徵技術，確保讀者能夠全麵掌握如何“看清”這些微觀世界中的奇跡： 形貌與結構錶徵： 掃描電子顯微鏡（SEM）： 揭示材料的錶麵形貌、微觀結構和尺寸分布。我們將介紹不同工作模式（如二次電子成像、背散射電子成像）的原理及應用，以及如何通過樣品製備優化成像效果。 透射電子顯微鏡（TEM）： 提供納米材料的內部結構、晶體結構、晶界和缺陷信息，分辨率可達原子級彆。我們將深入講解高分辨率透射電子顯微鏡（HRTEM）如何揭示晶格條紋，以及電子衍射（ED）如何確定晶體結構。 原子力顯微鏡（AFM）： 能夠直接“觸摸”到納米錶麵的三維形貌，並能測量錶麵力學性質。我們將介紹不同成像模式（如接觸模式、非接觸模式、敲擊模式）的原理，以及AFM在研究納米顆粒吸附、錶麵粗糙度等方麵的應用。 X射綫衍射（XRD）： 確定材料的晶體結構、晶粒尺寸和晶格參數。我們將詳細解讀XRD圖譜，以及如何利用Scherrer公式等方法估算納米晶的尺寸。 聚焦離子束（FIB）： 用於納米結構的精細加工和截麵分析，為TEM樣品製備提供強大支持。 組成與化學狀態錶徵： X射綫光電子能譜（XPS）： 提供錶麵元素的組成信息以及化學態（氧化態、配位環境）。我們將解析XPS譜圖，瞭解如何區分不同化學鍵閤狀態下的元素信號。 能量色散X射綫光譜（EDX/EDS）： 通常與SEM或TEM聯用，用於分析樣品中元素的種類和相對含量，具有麵掃描和點分析功能。 俄歇電子能譜（AES）： 具有較高的空間分辨率，用於錶麵元素的定性和定量分析。 傅裏葉變換紅外光譜（FTIR）： 用於分析材料的化學鍵振動模式，識彆官能團和化學鍵閤狀態。 拉曼光譜（Raman Spectroscopy）： 提供材料的分子振動信息，對晶體結構、缺陷和分子構象敏感。 比錶麵積與孔隙結構錶徵： Brunauer-Emmett-Teller（BET）法： 通過物理吸附（通常是氮氣）測量材料的比錶麵積和孔隙體積。我們將詳細講解吸附-脫附等溫綫的解讀，以及如何區分微孔、介孔和大孔。 其他重要錶徵技術： 紫外-可見吸收光譜（UV-Vis Spectroscopy）： 測量材料的光學吸收特性，與帶隙、等離子體共振等性質相關。 熒光光譜（Photoluminescence Spectroscopy）： 研究材料的激發和發射光譜，揭示其光電性質和缺陷狀態。 差示掃描量熱法（DSC）/熱重分析（TGA）： 研究材料的熱穩定性、相變以及分解過程。 第三部分：革新未來——納米材料的多元化應用 一旦掌握瞭納米材料的閤成與錶徵，我們便能將其獨特性能應用於各個領域，實現前所未有的突破。本書的第三部分將聚焦於納米材料在催化、能源、環境、生物醫學、電子器件和先進製造等關鍵領域的廣泛應用： 催化領域： 多相催化： 納米材料由於其巨大的比錶麵積和豐富的錶麵缺陷，是優良的催化劑載體或活性組分。我們將探討納米金屬、金屬氧化物、碳納米材料（如石墨烯、碳納米管）在石油化工、環境保護（如汽車尾氣淨化）、精細化學品閤成中的應用。例如，我們將分析納米氧化物在高選擇性氧化反應中的作用。 均相催化： 納米粒子作為均相催化劑，可以與反應物充分接觸，提高反應效率。我們將討論如何通過錶麵修飾來調控納米催化劑的溶解性和穩定性。 光催化： 納米半導體材料（如TiO2、ZnO）在光照下能夠産生電子-空穴對，用於水分解製氫、降解有機汙染物和二氧化碳還原。我們將深入研究影響光催化效率的因素，如載流子分離、錶麵態等。 能源領域： 太陽能電池： 納米材料（如量子點、納米綫、鈣鈦礦納米結構）在染料敏化太陽能電池（DSSC）、有機太陽能電池（OSC）和混閤型太陽能電池中，能夠提高光吸收效率、載流子傳輸能力和電荷分離效率。 儲能設備： 納米材料在鋰離子電池、超級電容器等儲能設備中，通過提供更大的比錶麵積和更快的離子/電子傳輸通道，顯著提升能量密度和功率密度。我們將重點介紹納米鋰電池正負極材料、納米碳材料在超級電容器中的應用。 燃料電池： 納米催化劑（如Pt納米顆粒）在燃料電池的電極反應中扮演著關鍵角色，提高催化活性和穩定性。 環境領域： 水處理： 納米吸附劑（如納米零價鐵、介孔氧化物）能夠高效吸附重金屬離子、有機染料和農藥等汙染物。納米光催化劑用於降解水體中的有機物。 空氣淨化： 納米催化劑用於去除空氣中的揮發性有機化閤物（VOCs）、氮氧化物（NOx）等有害氣體。納米材料也可用作高效過濾材料。 生物醫學領域： 藥物遞送： 納米載體（如脂質體、聚閤物納米粒、介孔二氧化矽）能夠高效包裹和遞送藥物，實現靶嚮釋放，提高療效，降低副作用。 生物成像： 熒光納米粒子（如量子點）、磁性納米粒子等可作為生物成像探針，用於細胞、組織和疾病的早期診斷。 生物傳感： 納米材料修飾的傳感器具有高靈敏度和選擇性，可用於檢測生物分子、病原體等。 抗菌材料： 銀納米粒子、氧化鋅納米粒子等具有優異的抗菌性能，可用於醫療器械、紡織品等領域。 電子器件與信息技術： 半導體納米結構： 納米綫、量子點等在下一代晶體管、LEDs、激光器等器件中展現齣獨特的電子和光學性質。 存儲器： 納米材料在相變存儲器（PCM）、電阻式隨機存取存儲器（RRAM）等新型存儲器件中具有應用潛力。 傳感器： 納米材料因其對外界環境變化的敏感性，廣泛應用於氣體傳感器、生物傳感器、化學傳感器等。 先進製造與新材料： 納米復閤材料： 將納米材料添加到聚閤物、金屬或陶瓷基體中，可以顯著提升材料的力學性能、熱學性能、電學性能和阻燃性。 3D打印： 納米材料在3D打印領域的應用，能夠製造具有復雜結構和優異性能的零部件。 錶麵工程： 納米塗層能夠賦予材料疏水、疏油、耐磨、抗菌等特殊功能。 本書旨在為材料科學傢、化學傢、工程師、以及對納米科技感興趣的學生和研究人員提供一個全麵而深入的視角。我們鼓勵讀者在掌握理論知識的同時，積極探索納米材料的創新性應用，共同推動納米科技的進步，迎接一個更加美好的未來。

評分☆☆☆☆☆

作為一個長期關注該領域發展的專業人士，我不得不說，這本書在信息廣度和深度上都達到瞭一個令人敬佩的高度。它不僅僅是簡單地羅列已知事實，而是對現有研究成果進行瞭一次深度的批判性梳理和整閤。例如，書中對比瞭不同製備方法在能耗、成本控製以及最終産品性能上的差異，分析得入木三分，提供瞭大量的橫嚮比較數據。更重要的是，它並未提供一個“標準答案”，而是鼓勵讀者批判性地思考，形成自己的見解。這種引導式的論述方式，對於培養獨立思考的研究人員是至關重要的，它提供的工具和框架，遠比單純的知識點更有價值，是值得反復研讀的案頭必備參考書。

評分☆☆☆☆☆

這本書的章節編排邏輯性簡直是教科書級彆的典範。從宏觀的背景介紹到微觀的材料結構分析，再到後期的性能測試與應用前景展望，每部分之間的過渡都處理得極其自然流暢，毫無生硬的跳躍感。我注意到，作者非常注重理論與實踐的結閤，總是在講解完一個概念後，立即引用相關的實驗數據或實際案例來佐證。這種結構安排，極大地降低瞭知識的吸收難度。尤其贊賞的是，它並沒有停留在已有的成熟技術上，而是勇敢地探討瞭一些前沿的、仍在探索中的研究方嚮，為我們指明瞭未來的研究思路，這種前瞻性是許多同類書籍所缺乏的。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計真是大氣，那種深邃的藍色調配上簡潔的白色字體，一下子就讓人感受到瞭一種嚴謹和專業的氣息。我當時在書店裏翻閱的時候，光是看到書名和這封麵設計，就覺得內容肯定不一般。裝幀質量也做得相當不錯，拿在手裏沉甸甸的，紙張的質感也很好，印刷清晰，讓人愛不釋手。我本來以為這種專業書籍可能會比較枯燥，但這個版本給人的感覺非常高端，就像是精心製作的藝術品。書脊的設計也很考究，即便放在書架上，也能一眼被認齣來，辨識度很高。對於經常需要查閱資料的讀者來說，這種高質量的裝幀和印刷簡直是福音，細節之處體現瞭齣版社對內容的尊重。

評分☆☆☆☆☆

閱讀這本書的過程，體驗感極其舒暢，這很大程度上歸功於作者那極其細膩且富有洞察力的文字駕馭能力。他們的筆觸既有科學的精準性，又不失文學的優雅。很多本應是硬邦邦的實驗數據和參數，在作者的描述下，仿佛都擁有瞭生命和故事。例如，描述晶體生長過程中遇到的挑戰時，那種對材料特性的擬人化描寫，讓人在理解技術難點的同時，也能感受到作者對科學探索的熱情與執著。這使得即便是那些需要高度集中注意力的復雜章節，讀起來也絲毫不會感到疲倦，反而會産生一種沉浸式的閱讀快感，讓人忍不住一口氣讀完，深怕錯過任何一個精彩的論述點。

評分☆☆☆☆☆

初讀內文，我就被其詳實的論述方式深深吸引住瞭。作者似乎並沒有急於拋齣那些晦澀難懂的專業名詞，而是采取瞭一種層層遞進的講解策略。例如，在介紹基礎理論的部分，他們沒有直接堆砌公式，而是通過生動的比喻和清晰的圖示，將復雜的物理化學過程描繪得栩栩如生。我特彆欣賞他們對實驗步驟的描述，簡直就像是手把手在教你操作一樣，每一步的注意事項、可能遇到的陷阱，都標注得非常細緻。這種“保姆式”的教學風格，對於我們這些希望將理論付諸實踐的研究者來說，無疑是極大的幫助。閱讀過程中，我感覺自己不是在讀一本教材，而是在與一位經驗豐富的導師進行深入的學術交流，收獲頗豐。