纳米孔材料化学 NMR表征、理论模拟及吸附分离PDF电子书下载

第1章 纳米孔材料结构与性能的固体核磁共振（NMR）研究 1

1.1固体核磁共振原理和实验方法 1

1.1.1固体中的核自旋相互作用 1

1.1.2固体NMR实验方法 2

1.2纳米孔材料自组装过程的固体NMR研究 9

1.2.1分子筛的形成机理 10

1.2.2磷铝酸盐分子筛的晶化机理 10

1.2.3介孔硅酸盐的合成机理 14

1.2.4介孔磷铝酸盐的合成机理 14

1.3纳米孔道结构特征的129 Xe NMR研究 19

1.3.1 129 Xe NMR测量孔大小的方法 19

1.3.2 129 Xe NMR测定金属离子效应 21

1.3.3 129 Xe NMR测定负载金属效应 23

1.3.4 129 Xe NMR表征分子筛孔结构 24

1.4纳米孔材料活性中心的固体NMR研究 27

1.4.1表面羟基的1H NMR研究 28

1.4.2表面酸性的探针分子NMR研究 28

1.4.3 Bronsted/Lewis酸中心协同效应的NMR研究 34

1.4.4金属离子活性中心的NMR研究 37

1.5纳米孔材料中催化反应的固体NMR研究 39

1.5.1原位NMR实验方法 39

1.5.2催化反应机理的原位NMR研究 41

1.6结论与展望 45

参考文献 46

第2章 分子筛的理论计算和分子模拟 51

2.1引言 51

2.2分子筛及多孔材料的分子模拟 52

2.2.1模拟方法和基本概念 52

2.2.2分子筛中的吸附 55

2.2.3分子筛中的扩散 59

2.2.4择形催化过程的分子模拟 65

2.2.5吸附分离过程的分子模拟 70

2.2.6纳米孔材料的分子模拟 75

2.3分子筛及多孔材料的量化计算 79

2.3.1理论背景与计算方法 79

2.3.2分子筛理论模型 81

2.3.3分子筛活性中心分布 83

2.3.4复杂催化反应过程的量化计算 85

2.4模拟计算新方法及在分子筛材料研究中的应用 91

2.4.1从头计算分子动力学基本原理 92

2.4.2从头计算分子动力学在分子筛材料研究中的应用 92

2.5结论与展望 93

参考文献 94

第3章 介孔材料的理论模拟 99

3.1介孔材料与理论模拟简介 99

3.1.1介孔材料简介及分类 99

3.1.2理论模拟方法简介 99

3.2介孔材料结构和性质的理论模拟 100

3.2.1形成过程理论模拟 101

3.2.2孔材料结构的理论模拟表征 103

3.2.3孔径分布的理论模拟 105

3.2.4配位和酸性位等的模拟计算 106

3.3介孔材料中分子的吸附、分离及扩散 107

3.3.1 M41S系列分子筛中的吸附 108

3.3.2 AIPO分子筛中的吸附 109

3.3.3有序介孔碳及类似材料中的吸附 110

3.3.4 MOR分子筛中的吸附 110

3.3.5 ZSM-5分子筛中的吸附 111

3.3.6其他分子筛中的吸附 113

3.3.7 MOF及相关材料中的吸附 115

3.3.8孔材料中扩散的理论模拟 116

3.4介孔材料内化学反应的理论模拟 118

3.5结论与展望 121

参考文献 122

第4章 金属-有机框架材料中气体吸附与分离的分子模拟 128

4.1引言 128

4.2研究MOF材料气体吸附与分离的分子模拟方法 129

4.2.1量子化学方法 129

4.2.2周期性边界条件的化学计算和量子力学/分子力学（QM/MM）组合方法 131

4.2.3分子力学力场 133

4.2.4蒙特卡罗方法 137

4.2.5分子动力学方法 138

4.3应用 140

4.3.1储氢材料 140

4.3.2多孔材料捕捉与分离CO2的模拟研究 143

4.3.3甲烷及其他气体分子的吸附和分离 146

4.4结论与展望 147

参考文献 148

第5章 微孔分子筛材料的吸附与分离 151

5.1引言 151

5.2微孔分子筛的吸附性能及表征 153

5.2.1吸附基本理论 153

5.2.2微孔分子筛孔结构表征 162

5.2.3吸附性能的表征 166

5.3微孔材料的扩散性能及测定 170

5.3.1晶内扩散 170

5.3.2影响晶内扩散的因素 172

5.3.3晶内扩散模型 174

5.3.4晶内扩散的测量技术 175

5.4微孔材料在吸附分离方面的应用 183

5.4.1石油化工领域的应用 184

5.4.2气体的分离与净化 186

5.4.3清洁能源与储能 190

5.4.4环保领域的应用 202

5.4.5医药卫生领域的应用 203

5.4.6其他领域 204

参考文献 204

第6章 介孔材料的吸附与分离 212

6.1引言 212

6.2介孔材料吸附二氧化碳和其他气体 213

6.3介孔材料吸附去除环境污染物 220

6.4应用于固载酶和生物大分子分离的介孔材料 230

6.5介孔材料和可控药物缓释 235

6.6结论与展望 240

参考文献 240

第7章 金属-有机框架化合物的吸附与分离 244

7.1引言 244

7.2基本概念 244

7.2.1配位聚合物 244

7.2.2金属-有机框架化合物 245

7.3金属-有机框架化合物的结构设计 245

7.3.1金属节点 245

7.3.2有机配体 246

7.4气体吸附 250

7.4.1能源气体储存 250

7.4.2温室气体 253

7.4.3有害气体 254

7.5提高MOF材料的储气能力 254

7.5.1增强稳定性 255

7.5.2优化活化方法 257

7.5.3增大比表面积和孔容 260

7.5.4轻金属构筑 263

7.5.5不饱和金属配位点 263

7.5.6穿插和互锁 266

7.5.7氢溢流作用 268

7.6气体的选择性吸附分离 269

7.6.1 CO2 269

7.6.2 O2 273

7.6.3 H2 275

7.6.4蒸气 276

7.7液体的选择性吸附分离 278

7.7.1构造异构体的分离 278

7.7.2手性拆分 280

7.7.3顺反异构体的分离 283

7.8薄膜分离 284

7.9结论与展望 286

参考文献 287