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第1章 绪论1

1.1奈米技术简介2

1.1.1科技革命简史2

1.1.2奈米技术背景6

1.1.3奈米技术分类9

1.1.4奈米技术与奈米结构12

1.2分子奈米技术简介15

1.2.1电子显微镜15

1.2.2奈米自组装技术26

1.3奈米催化技术简介30

参考文献35

第2章 奈米尺度催化材料37

2.1奈米尺度材料表面效应38

2.1.1奈米尺度材料的形貌特点38

2.1.2奈米尺度材料的分散与烧结现象41

2.1.3奈米尺度材料的吸附特性43

2.1.4奈米尺度材料的表面效应45

2.1.5奈米尺度粒子的酸硷性49

2.2超细金属催化材料50

2.2.1超细贵金属催化剂51

2.2.2超细过渡金属催化剂57

2.2.3担载型超细贵金属催化剂61

2.2.4担载型超细过渡金属催化剂67

2.3过渡金属氧化物超细催化剂75

2.3.1前过渡金属氧化物超细粒子催化剂77

2.3.2后过渡金属氧化物超细催化剂86

2.3.3主族金属氧化物超细催化剂91

2.3.4稀土氧化物超细催化剂103

2.3.5过渡金属复合氧化物超细催化剂107

2.4超细分子筛催化剂107

2.4.1分子筛简介107

2.4.2奈米尺度超细分子筛定义116

2.4.3奈米超细分子筛性能特点118

2.4.4奈米超细分子筛的应用127

2.5奈米膜催化剂134

2.5.1钯（Pd）金属膜催化剂136

2.5.2分子筛膜催化剂143

2.6奈米生物催化剂151

2.6.1奈米生物学151

2.6.2生物催化广义定义154

2.6.3生物催化理论159

2.6.4酶的结构、性能与催化应用165

参考文献184

第3章 奈米结构催化材料197

3.1担载型超细金属催化剂198

3.1.1担载型奈米金属粒子结构催化剂199

3.1.2嵌入型奈米金属粒子结构催化剂209

3.2担载型金属氧化物超细催化剂220

3.2.1担载型金属氧化物超细催化剂222

3.2.2薄膜型金属氧化物超细催化剂228

3.2.3其他结构型金属氧化物催化剂232

3.3奈米微孔结构分子筛242

3.3.1分子筛结构简介244

3.3.2分子筛的结构与性能247

3.3.3分子筛催化作用256

3.4奈米介孔结构分子筛271

3.4.1介孔分子筛（MMS）催化剂的结构设计273

3.4.2担载型过渡金属MMS基催化剂274

3.4.3担载型金属氧化物283

3.4.4介孔分子筛酸性催化剂292

3.4.5硷性催化剂297

3.4.6氧化还原催化剂299

3.4.7 MCM-41锚定的金属簇催化剂302

3.5瑞尼骨架金属催化剂309

3.5.1 Raney Ni催化剂310

3.5.2 Raney Co催化剂318

3.5.3 Raney Cu-Zn催化剂321

参考文献324

第4章 奈米尺度催化剂合成技术343

4.1奈米金属、金属合金催化剂的化学合成344

4.1.1物理制造法346

4.1.2化学合成法357

4.2奈米粒度氧化物催化剂的合成379

4.2.1溶胶—凝胶法379

4.2.2热分解法391

4.2.3（共）沉淀法392

4.2.4模板剂法395

4.2.5水热合成法398

4.2.6水解法401

4.2.7气相氧化法406

4.2.8其他方法408

4.3奈米粒度微孔分子筛的合成416

4.3.1分子筛超细化途径421

4.3.2超细分子筛晶化机制424

4.3.3超细分子筛合成方法427

4.3.4分子筛合成影响因素440

4.3.5一些超细分子筛的合成445

参考文献452

第5章 奈米结构催化剂合成技术471

5.1担载型超细金属催化剂合成472

5.1.1担载型奈米金属粒子结构催化剂473

5.1.2嵌入型奈米金属粒子结构催化剂487

5.2担载型金属氧化物超细催化剂495

5.2.1原位合成法495

5.2.2原位反应固定法498

5.2.3气相沉 积法499

5.2.4金属奈米粒子直接氧化法501

5.2.5溶胶—凝胶法504

5.3奈米介孔分子筛的合成505

5.3.1阳离子表面活性剂法507

5.3.2非离子表面活性剂法516

5.3.3阴离子表面活性剂法521

5.3.4非硅型奈米介孔分子筛522

5.4过渡金属氧化物介孔分子筛的合成529

5.4.1二氧化钛介孔分子筛的合成530

5.4.2介孔二氧化锆的合成533

5.5奈米结构材料的气相合成539

5.5.1古典的气相合成技术541

5.5.2物理气相沉积法543

5.5.3化学气相沉积法545

参考文献549

第6章 奈米催化剂表征技术565

6.1奈米催化剂表征技术简介566

6.1.1简介566

6.1.2催化剂粒度及其粒度分布的测试570

6.2奈米催化剂体相表征技术580

6.2.1 X射线绕射（XRD）法580

6.2.2扩充X射线吸收精细结构（EXAFS）584

6.3奈米催化剂表面表征技术591

6.3.1表面活性中间体592

6.3.2介稳态表面中间体的检测599

6.3.3表面反应过程600

6.3.4奈米催化作用607

6.3.5原子水准上表面化学反应的人工操纵与理论计算609

6.4奈米结构催化剂表征技术610

6.4.1奈米介孔分子筛的表征610

6.4.2胶囊型奈米结构催化剂的表征616

6.4.3 M-MCM-41介孔分子筛的表征619

6.4.4复合分子筛奈米结构材料622

6.5生物酶结构催化剂的表征626

6.5.1酶结构与功能626

6.5.2酶催化反应机制629

参考文献633

第7章 奈米催化剂设计645

7.1催化剂设计概论646

7.2担载型多相奈米结构催化剂分子设计649

7.3模板剂用于奈米结构催化剂设计654

7.3.1催化剂设计模型——酶655

7.3.2催化剂设计模型——催化抗体657

7.3.3植入型高分子奈米结构催化剂659

7.3.4植入型金属氧化物663

7.3.5模板型介孔分子筛665

7.4选择性氧化还原奈米结构催化剂设计668

7.4.1环己烷部分氧化制取己二酸671

7.4.2正己烷选择性氧化制造己二酸673

7.4.3对二甲苯的选择性氧化675

7.4.4环己酮催化氧化制己内酰胺（ε-caprolactam）677

7.4.5担载型双金属奈米粒子催化剂设计678

7.4.6手性加氢催化剂设计682

7.5催化剂组合化学设计法685

7.5.1组合计算机化学法计算方法与模型686

7.5.2 M-ZSM-5分子筛催化剂上NO的吸附687

7.5.3高抗水性NOx催化还原催化剂的设计690

7.6担载型过渡金属奈米结构催化剂分子设计694

7.6.1选择性氧化催化剂的分子设计694

7.6.2希克反应催化剂设计698

7.6.3加氢甲酰化反应催化剂设计700

7.7奈米工业催化剂设计702

参考文献703

第8章 奈米催化技术展望711

8.1能源领域的应用712

8.1.1能源及其结构712

8.1.2二氧化碳的排放与国际能源需求713

8.1.3催化剂的机遇与挑战716

8.1.4二氧化铈（CeO2）奈米催化剂上的水汽转移反应716

8.1.5催化裂化多产液化石油气体（LPG）、柴油催化剂720

8.2化工领域的应用展望723

8.2.1概述723

8.2.2 精细化学品的环境友好生产725

8.3环境领域的应用展望727

8.3.1温室气体减排727

8.3.2汽车尾气净化741

8.3.3废水处理756

8.4生物技术领域的应用展望757

8.4.1酶催化工业技术760

8.4.2生物感测器领域的应用765

参考文献768

索引773