第1章 绪论 1
1.1 纳米技术简介 1
1.1.1 科技革命简史 1
1.1.2 纳米技术背景 4
1.1.3 纳米技术分类 7
1.1.4 纳米技术与纳米结构 9
1.2 分子纳米技术简介 12
1.2.1 电子显微镜 12
1.2.2 纳米自组装技术 20
1.3 纳米催化技术简介 24
参考文献 27
第2章 纳米尺度催化材料 28
2.1 纳米尺度材料表面效应 28
2.1.1 纳米尺度材料的形貌特点 28
2.1.2 纳米尺度材料的分散与烧结现象 30
2.1.3 纳米尺度材料的吸附特性 32
2.1.4 纳米尺度材料的表面效应 33
2.1.5 纳米尺度粒子的酸碱性 37
2.2 超细金属催化材料 37
2.2.1 超细贵金属催化剂 38
2.2.2 超细过渡金属催化剂 43
2.2.3 担载型超细贵金属催化剂 45
2.2.4 担载型超细过渡金属催化剂 51
2.3 过渡金属氧化物超细催化剂 58
2.3.1 前过渡金属氧化物超细粒子催化剂 59
2.3.2 后过渡金属氧化物超细催化剂 66
2.3.3 主族金属氧化物超细催化剂 70
2.3.4 稀土氧化物超细催化剂 80
2.3.5 过渡金属复合氧化物超细催化剂 82
2.4 超细分子筛催化剂 83
2.4.1 分子筛简介 83
2.4.2 纳米尺度超细分子筛定义 91
2.4.3 纳米超细分子筛性能特点 93
2.4.4 纳米超细分子筛的应用 99
2.5 纳米膜催化剂 105
2.5.1 Pd金属膜催化剂 106
2.5.2 分子筛膜催化剂 111
2.6 纳米生物催化剂 118
2.6.1 纳米生物学 118
2.6.2 生物催化广义定义 121
2.6.3 生物催化理论 125
2.6.4 酶的结构、性能与催化应用 129
参考文献 144
3.1 担载型超细金属催化剂 154
第3章 纳米结构催化材料 154
3.1.1 担载型纳米金属粒子结构催化剂 155
3.1.2 嵌入型纳米金属粒子结构催化剂 163
3.2 担载型金属氧化物超细催化剂 173
3.2.1 担载型金属氧化物超细催化剂 174
3.2.2 薄膜型金属氧化物超细催化剂 179
3.2.3 其他结构型金属氧化物催化剂 183
3.3 纳米微孔结构分子筛 191
3.3.1 分子筛结构简介 191
3.3.2 分子筛的结构与性能 194
3.3.3 分子筛催化作用 202
3.4 纳米介孔结构分子筛 213
3.4.1 介孔分子筛（MMS）催化剂的结构设计 215
3.4.2 担载型过渡金属MMS基催化剂 216
3.4.3 担载型金属氧化物 223
3.4.4 介孔分子筛酸性催化剂 229
3.4.5 碱性催化剂 234
3.4.6 氧化还原催化剂 234
3.4.7 MCM-41锚定的金属簇催化剂 237
3.5 Raney骨架金属催化剂 242
3.5.1 RaneyNi催化剂 244
3.5.2 RaneyCo催化剂 249
3.5.3 RaneyCu-Zn催化剂 251
参考文献 253
第4章 纳米尺度催化剂合成技术 268
4.1 纳米金属、金属合金催化剂的化学合成 268
4.1.1 物理制备法 269
4.1.2 化学合成法 278
4.2 纳米粒度氧化物催化剂的合成 295
4.2.1 溶胶－凝胶法 296
4.2.2 热分解法 305
4.2.3 （共）沉淀法 305
4.2.4 模板剂法 308
4.2.5 水热合成法 309
4.2.6 水解法 312
4.2.7 气相氧化法 316
4.2.8 其他方法 318
4.3 纳米粒度微孔分子筛的合成 325
4.3.1 分子筛超细化途径 328
4.3.2 超细分子筛晶化机理 331
4.3.3 超细分子筛合成方法 333
4.3.4 分子筛合成影响因素 343
4.3.5 一些超细分子筛的合成 347
参考文献 352
5.1 担载型超细金属催化剂合成 366
第5章 纳米结构催化剂合成技术 366
5.1.1 担载型纳米金属粒子结构催化剂 367
5.1.2 嵌入型纳米金属粒子结构催化剂 379
5.2 担载型金属氧化物超细催化剂 386
5.2.1 原位合成法 386
5.2.2 原位反应固定法 388
5.2.3 气相沉积法 389
5.2.4 金属纳米粒子直接氧化法 391
5.2.5 溶胶－凝胶法 393
5.3 纳米介孔分子筛的合成 394
5.3.1 阳离子表面活性剂法 396
5.3.2 非离子表面活性剂法 403
5.3.3 阴离子表面活性剂法 407
5.3.4 非硅型纳米介孔分子筛 408
5.4 过渡金属氧化物介孔分子筛的合成 415
5.4.1 TiO2介孔分子筛的合成 415
5.4.2 介孔二氧化锆的合成 419
5.5 纳米结构材料的气相合成 424
5.5.1 经典的气相合成技术 425
5.5.2 物理气相沉积法（PVD） 426
5.5.3 化学气相沉积法（CVD） 428
参考文献 430
6.1.1 简介 442
第6章 纳米催化剂表征技术 442
6.1 纳米催化剂表征技术简介 442
6.1.2 催化剂粒度及其粒度分布的测试 445
6.2 纳米催化剂体相表征技术 453
6.2.1 X－射线衍射（XRD）法 454
6.2.2 外延X－射线吸收精细结构（EXAFS） 456
6.3 纳米催化剂表面表征技术 462
6.3.1 表面活性中间体 464
6.3.2 介稳态表面中间体的检测 469
6.3.3 表面反应过程 470
6.3.4 纳米催化作用 475
6.4.1 纳米介孔分子筛的表征 478
6.3.5 原子水平上表面化学反应的人工操纵与理论计算 478
6.4 纳米结构催化剂表征技术 478
6.4.2 胶囊型纳米结构催化剂的表征 483
6.4.3 M-MCM-41介孔分子筛的表征 485
6.4.4 复合分子筛纳米结构材料 488
6.5 生物酶结构催化剂的表征 491
6.5.1 酶结构与功能 491
6.5.2 酶催化反应机理 495
参考文献 497
7.1 催化剂设计概论 506
第7章 纳米催化剂设计 506
7.2 担载型多相纳米结构催化剂分子设计 508
7.3 模板剂用于纳米结构催化剂设计 512
7.3.1 催化剂设计模型——酶 513
7.3.2 催化剂设计模型——催化抗体 515
7.3.3 植入型高分子纳米结构催化剂 517
7.3.4 植入型金属氧化物 521
7.3.5 模板型介孔分子筛 522
7.4 选择性氧化还原纳米结构催化剂设计 524
7.4.1 环己烷部分氧化制取己二酸 527
7.4.2 正己烷选择性氧化制备己二酸 529
7.4.3 对二甲苯的选择性氧化 531
7.4.4 环己酮催化氧化制己内酰胺（ε-caprolactam） 532
7.4.5 担载型双金属纳米粒子催化剂设计 533
7.4.6 手性加氢催化剂设计 536
7.5 催化剂组合化学设计法 539
7.5.1 组合计算机化学法计算方法与模型 539
7.5.2 M-ZSM-5分子筛催化剂上NO的吸附 540
7.5.3 高抗水性NOx催化还原催化剂的设计 543
7.6 担载型过渡金属纳米结构催化剂分子设计 546
7.6.1 选择性氧化催化剂的分子设计 546
7.6.2 Heck反应催化剂设计 549
7.6.3 加氢甲酰化反应催化剂设计 551
7.7 纳米工业催化剂设计 552
参考文献 553
第8章 纳米催化技术展望 559
8.1 能源领域的应用 559
8.1.1 能源及其结构 559
8.1.2 二氧化碳的排放与国际能源需求 560
8.1.3 催化剂的机遇与挑战 562
8.1.4 CeO2纳米催化剂上的水汽转移反应 563
8.1.5 催化裂化多产液化石油气体（LPG）、柴油催化剂 565
8.2.1 概述 567
8.2 化工领域的应用展望 567
8.2.2 精细化学品的环境友好生产 569
8.3 环境领域的应用展望 571
8.3.1 温室气体减排 571
8.3.2 汽车尾气净化 582
8.3.3 废水处理 593
8.4 生物技术领域的应用展望 594
8.4.1 酶催化工业技术 595
8.4.2 生物传感器领域的应用 600
参考文献 602