先進功能材料

出版時間:2011-1  出版社:李弘 化學工業出版社 (2011-01出版)  作者:李弘 編  頁數:343  

前言

進入21世紀以來,功能材料在國民經濟中的地位日顯重要。由于人類社會對于環境與生態保護、自身健康空前的重視,因而發展循環經濟、低碳工業、綠色農業(使用無毒化肥與農藥)成為世界各國共同倡導的經濟發展方針。采用綠色化學工藝和清潔化學反應研發綠色材料與消費品、高效低毒藥物及農藥等已成為當今社會化學科研與工業生產引導潮流的方向。功能材料在上述領域中發揮著不可替代的作用,例如:利用高效高質離子交換與吸附材料(樹脂、膜、纖維等)凈化飲用水、處理生活及工業污水、回收貴金屬/有毒金屬;利用聚合物負載的無毒有機催化劑在純水(或無毒溶劑)中實現定量有機反應;利用聚合物負載試劑采用組合化學方法高通量構建化合物庫以實現高效低毒藥物與農藥的快速合成;利用聚合物負載金屬催化劑通過反應動力學拆分在合成目標手性化合物的同時一舉兩得地完成外消旋化合物的拆分;利用先進分子印跡聚合技術合成高選擇性吸附分離材料應用于由天然植物提取高效藥物及保健品;利用新型高分子材料研發光伏電池及太陽能電池;利用可再生天然資源研制與生產無毒的生物相容性及生物降解材料應用于藥物的靶向遞達及控釋、人體軟/硬組織的修復與再生;研發新型吸波陶瓷、透波陶瓷應用于新型隱身飛行器、運載火箭等國防高科技領域等。利用高性能功能材料在國民經濟這些重要領域中取得的成就充分彰顯了人類文明的飛速進步及高科技成果在國計民生中的重要作用。反映21世紀以來功能高分子科學在上述領域所取得的驕人成就是本書的編寫宗旨。全書選材立足于近十年來國際、國內重要刊物報道的優秀科研成果。參加本書編寫的各位編委都是國內在上述相關科學研究領域中的優秀學者,本書是他們在百忙之中縱覽上述領域中的大量文獻后的心血結晶。內容新穎、選材有重要學術及應用價值、重點突出、論述扼要精辟是本書編寫追求的目標。本書可供化學、精細化工、環境科學、醫藥、輕工等領域中的有關科研人員及高等學校師生閱讀,也可用作高等學校化學系及化工系本科生、研究生選修課教材。誠然本書編寫力求學術嚴謹,但欠妥之處仍恐難免,還望讀者指正。在本書編寫過程中,南開大學化學學院任紅霞老師幫助收集了本書一、四、五、六章部分參考文獻;南開大學高分子化學研究所龐子博幫助進行了本書一、四、五、六章圖表的繪制、文字打印及全書圖表與文字的修改打印工作,謹在此致以衷心的謝意。衷心感謝本書各位編委接受本人的邀請,參與本書的編寫。最后,我要衷心感謝國家自然科學基金委,二十余年來本人在功能高分子科學領域的學術研究(聚合物負載催化劑、聚合物負載試劑、載體化催化聚合反應與新材料設計等)得到了國家自然科學基金一貫的大力資助,這在很大程度上激勵著本人至今仍孜孜不倦地工作,力求為推進我國高分子科學的發展盡上自己的微薄之力。

內容概要

  《先進功能材料》進入21世紀以來,功能高分子材料在發展循環經濟、生態環境保護、綠色化學化工、尖端國防材料、綠色醫用材料等領域中的作用日益重要。本書介紹近年來出現的新型高性能功能聚合物載體、試劑、催化劑、離子交換樹脂、離子交換膜、分子印跡聚合物、有機薄膜光伏材料、新能源材料、高性能功能陶瓷及智能型醫用材料的合成方法、結構特點及應用原理。《先進功能材料》可供從事功能高分子化學、精細化學化工、環境科學、醫藥、輕工及國防等領域科研工作的專業人員、高等學校教師、研究生、本科生閱讀,也可用作高分子化學化工學科的專業選修課教材。

書籍目錄

第1章 功能聚合物載體1.1 概述1.2 不溶性功能聚合物載體1.2.1 功能基化聚苯乙烯1.2.2 羥甲基化聚苯乙烯載體1.2.3 Ameba樹脂1.2.4 聚合物鍵聯異硫脲1.2.5 聚合物鍵聯TEMPO1.2.6 聚合物鍵聯的氯甲酸酯1.2.7 功能基化開環歧化聚合物1.2.8 聚苯乙烯接枝聚甘油1.2.9 聚合物負載卟啉1.3 可溶性功能聚合物載體1.3.1 概述1.3.2 聚乙二醇1.3.3 功能基化開環歧化聚合物1.3.4 功能基化可溶性聚苯乙烯1.3.5 微凝膠聚合物1.3.6 梳形聚合物1.3.7 星形聚合物1.3.8 樹枝狀聚合物1.3.9 聚乙烯鍵聯卟啉1.4 結論與展望參考文獻第2章 離子交換樹脂2.1 概述2.1.1 離子交換樹脂的組成及作用原理2.1.2 離子交換樹脂的功能基及骨架結構2.1.3 離子交換樹脂的交換容量2.2 離子交換熱力學2.2.1 離子交換等溫線2.2.2 熱力學表征2.2.3 離子交換過程的選擇性特征及影響因素2.3 離子交換動力學2.3.1 動力學機理2.3.2 速率決定步驟及動力學模型表征2.3.3 影響交換速率的因素2.4 新型離子交換樹脂2.4.1 螯合型離子交換樹脂2.4.2 配體離子交換樹脂及其手性識別作用2.4.3 兩性離子交換樹脂2.4.4 具有催化功能的離子交換樹脂2.4.5 離子交換樹脂在氣體處理中的應用2.5 結論與展望參考文獻第3章 高效高質離子交換膜材料3.1 概述3.2 陰離子交換膜材料3.3 陽離子交換膜材料3.3.1 含氟陽離子交換膜材料3.3.2 非氟陽離子交換膜材料3.3.3 復合型陽離子交換膜材料3.4 離子交換膜材料的最新應用3.4.1 陽離子交換膜的應用3.4.2 陰離子交換膜的應用3.4.3 雜化離子膜的應用3.4.4 雙極膜的應用3.4.5 電滲析的應用3.5 結論與展望參考文獻第4章 聚合物負載試劑4.1 概述4.2 聚合物負載無金屬(有機)氧化劑4.3 聚合物負載還原劑4.3.1 聚合物微凝膠鍵聯氫硼化物4.3.2 聚苯乙烯季銨錛負載氫硼化物4.3.3 開環歧化聚合物負載三苯基膦4.4 聚合物負載鹵化試劑4.4.1 聚合物季銨錨鍵聯疊氮化碘4.4.2 聚合物季銨镥負載的雙(乙酰氧)碘化物4.5 聚合物負載芐基化試劑4.5.1 可溶性開環歧化聚合物鍵聯芐基磺酸酯4.5.2 開環歧化聚合物鍵聯芐锍試劑4.6 聚合物負載酰化試劑4.6.1 交聯聚苯乙烯負載酰化試劑4.6.2 開環歧化聚合物凝膠負載的酰化劑4.6.3 聚合物微凝膠負載酰化試劑4.7 聚合物負載的其他試劑4.7.1 聚乙二醇負載三氟甲磺酰胺4.7.2 聚合物負載加成反應試劑4.7.3 聚合物負載的霍納一埃蒙斯反應試劑4.7.4 聚合物負載托斯米克試劑4.8 結論與展望參考文獻第5章 聚合物負載有機催化劑5.1 概述5.2 聚合物負載酸性催化劑5.2.1 聚合物負載苯磺酸5.2.2 聚合物負載烷基苯磺酸5.2.3 聚合物負載的超強有機酸5.2.4 聚合物負載的氨基酸5.3 聚合物負載的堿性催化劑5.3.1 多毛微球負載的N,N一二烷胺基吡啶5.3.2 含氨基吡啶的樹枝狀聚合物5.3.3 聚合物負載的咪唑5.3.4 聚合物負載的雙環胍5.3.5 聚合物負載的二元胺5.3.6 聚合物負載的酰胺5.4 其他類型聚合物負載有機催化劑5.4.1 聚乙二醇鍵聯TEMPO5.4.2 聚合物負載的季銨鹽5.5 結論與展望參考文獻第6章 聚合物負載金屬催化劑6.1 概述6.2 聚合物負載金屬催化劑的制備6.2.1 浸漬法6.2.2 聚合物微膠囊法6.2.3 聚合物箝閉法6.2.4 聚合物膠束箝閉法6.2.5 在功能聚合物表面固載化PMI-Mt催化劑6.2.6 離子鍵固定化法6.2.7 共價鍵固定化法6.2.8 特異及新穎結構聚合物負載金屬催化劑6.3 負載催化劑的高分子效應6.3.1 基位隔離效應6.3.2 增穩效應6.3.3 選擇效應6.4 聚合物負載金屬催化劑的應用6.4.1 氫化反應6.4.2 氧化反應6.4.3 環氧烷化合物的催化水解動力學拆分6.4.4 氫甲酰化6.4.5 硅氫化及硅腈化反應6.4.6 關環歧化反應6.4.7 烯炔碳環化反應6.4.8 碳一碳偶聯反應6.4.9 碳一氧與碳一氮偶聯反應6.4.10 其他反應6.5 結論與展望參考文獻第7章 吸附分享功能樹脂7.1 概述7.1.1 吸附樹脂的骨架結構7.1.2 吸附樹脂的孔結構7.2 吸附過程的吸附平衡及吸附動力學性質7.2.1 吸附平衡7.2.2 吸附過程的吸附動力學性質7.2.3 影響吸附作用的因素7.3 新型吸附樹脂的合成及應用7.3.1 均粒樹脂7.3.2 超大孔吸附樹脂7.3.3 清除樹脂7.3.4 超高交聯吸附樹脂7.4 結論與展望參考文獻第8章 基于模板印跡的分子識別材料8.1 概述8.2 模板印跡識別材料的設計原理……第9章 有機薄膜光伏材料與器件第10章 新能源材料第11章 先進功能陶瓷第12章 智能型醫用高分子材料參考文獻

章節摘錄

插圖:此后這一方法被迅速拓展到利用功能化聚合物為媒介在溶液中進行各種有機化學反應,包括:①聚合物載體鍵聯各種功能基團后用于生物大分子(如寡核苷酸、寡糖)及各種有機化合物的合成。②功能聚合物鍵聯各種反應物后用作高分子試劑(高分子氧化劑、高分子還原劑、高分子烷基化試劑、高分子酰化試劑等)。③功能聚合物鍵聯(負載)各種具催化功能的金屬和金屬絡合物后用作催化劑(高分子酸、高分子堿、高分子加氫催化劑、高分子氫甲酰化催化劑、高分子相轉移催化劑、聚合催化劑等)。由于利用功能聚合物為媒介進行的有機化學反應具有選擇性高,產物分離純化容易進行,適合于連續化生產過程,使用過的功能聚合物可方便地回收,再生和重新使用等優點,因而受到從事有機合成、生物大分子合成、催化研究科學家的重視,其研究課題已涉及化學的各個領域。迄今為止,利用功能聚合物為媒介在上述領域中所取得的輝煌成就無疑地證明聚合物媒介化學反應具有無比廣闊的發展前景。就聚合物載體而言,不溶性交聯有機聚合物是最常用的載體材料,這是由于有機聚合物載體的“量體裁衣”(即裁制)容易實現,即可以通過對聚合方法的調控合成得到具有不同交聯度、孑L徑、比表面積、粒度的功能性有機聚合物載體,從而提高用以進行的吸附分離過程以及有機和催化反應的效率、反應產物選擇性;另一方面,由于有機聚合物通常容易制成形狀規則的(如珠狀、圓盤式、單片狀等)載體,因而適用于柱式及連續化操作和生產。近年來,隨著高效低毒藥物及農藥快速研發的需求及組合化學的迅猛發展,關于新型功能高分子載體與試劑的研究再度受到世界各國功能高分子化學家的極大重視。已經設計、研發出許多結構新穎和性能優異的功能高分子材料,這些研究成果不僅大大推動了高分子科學的發展,同時對新型藥物、農藥、精細化學品的快速研發做出了重大貢獻。由于功能聚合物載體支載化有機合成近年來取得的成果頗豐,本章只能選擇最具代表性的實例來說明此類功能聚合物載體的合成原理、結構特點及其在聚合物支載化有機合成領域中的典型應用。

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《先進功能材料》由化學工業出版社出版。

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用戶評論 (總計1條)

 
 

  •     字好密。。。插圖少,比較枯燥,也許自己不懂的原因
 

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