多孔材料化学(廖耀祖)

近年来，我国在多孔材料化学领域取得了重要的研究进展，在国际上也具有较大影响。《多孔材料化学》由我国当前活跃在多孔材料化学领域科研一线的学者和专家撰写，旨在反映多孔材料化学前沿进展及水平。本书结合参编作者已取得的代表性研究进展，系统介绍多孔材料的类型、结构、性能及应用的研究热点和最新动态。在撰写过程中，对部分国外同行的相关重要工作进行了概述，全书主体内容包括8章，涵盖了目前多孔材料化学的基本研究范畴，系统性强，反映了当前该领域的研究前沿与现状。 本书可供高等院校和科研部门从事材料化学，高分子化学，超分子科学及相关专业教师、师生与科研工作者阅读参考，也可作为研究生和高年级本科生拓展知识面的参考用书。

廖耀祖，东华大学材料科学与工程学院、纤维材料改性国家重点实验室，副院长、研究员，东华大学材料科学与工程学院研究员/博导/副院长、纤维材料改性国家重点实验室学术带头人、上海市优秀学术带头人，入选教育部长江学者奖励计划（青年项目）。2008-2018年先后在美国 UCLA、英国布里斯托大学、德国柏林工业大学留学及工作6年。2011年获同济大学博士学位，2015年入职东华大学。主持国家重点研发计划、国家自然科学基金（4项）、欧盟玛丽居里基金、英国牛顿基金、德国洪堡基金、上海市曙光人才计划、上海市浦江人才计划以及华为合作项目20项。主要从事功能纤维与多孔材料化学研究。在Adv. Mater.、Adv. Funct. Mater.、Mater. Horiz.、Chem. Mater.等期刊发表SCI论文80余篇，SCI引用3600余次。研究成果被人民网、中国科学报、美国化学会、德国蒂墨出版社、欧洲化学出版社等正面评述。拥有中国、美国发明专利 26件。荣获中国化工学会侯德榜化工科学技术青年奖、爱思唯尔全球 Top 2%科学家、JMCA新锐科学家、上海市高等学校教学成果特等奖（排名第2）、上海市五四青年奖章个人等荣誉。兼任中国材料研究学会青年理事、纤维材料改性与复合技术分会秘书长、中纺联智能纤维技术与制品重点实验室副主任、苏州市智能纤维与可穿戴技术创新联合体理事，Hybrid Advances、Molecules、Advanced Fiber Materials、Chinese Chemical Letters及东华大学学报（青年、顾问）编委。

绪论 001 第1章 共轭微孔聚合物材料 003 1.1 共轭微孔聚合物的设计和合成路径 003 1.1.1 Sonogashira-Hagihara 偶联反应 006 1.1.2 Suzuki-Miyaura 偶联反应 006 1.1.3 Yamamoto 偶联反应 006 1.1.4 Heck 偶联反应 006 1.1.5 氧化偶联反应 007 1.1.6 Buchwald-Hartwig 偶联反应 007 1.1.7 席夫碱缩合反应 007 1.1.8 环化三聚反应 007 1.1.9 吩嗪环融合反应 008 1.1.10 杂环连接反应 008 1.1.11 炔烃复分解反应 008 1.1.12 超交联聚合 009 1.1.13 Chichibabin 吡啶合成反应 009 1.2 宏观尺寸共轭微孔聚合物的制备 009 1.2.1 共轭微孔聚合物薄膜 010 1.2.2 共轭微孔聚合物气凝胶 013 1.2.3 共轭微孔聚合物海绵 015 1.2.4 共轭微孔聚合物纤维 015 1.3 共轭微孔聚合物的应用 016 1.3.1 气体吸附与分离 016 1.3.2 能源存储与转化 019 1.3.3 水体净化 025 1.3.4 其他应用 027 第2章 共价有机框架材料 029 2.1 COFs 的拓扑学设计 031 2.2 COFs 的合成方法 033 2.3 COFs 的键合类型 035 2.3.1 B—O 键 036 2.3.2 C==N 键 037 2.3.3 C==NAr 键 038 2.3.4 C—N 键 039 2.3.5 C==C 键 041 2.3.6 C—O 键 041 2.3.7 其他键型 042 2.4 COFs 在电化学储能与环保领域中的应用 042 2.4.1 在电化学储能领域中的应用 043 2.4.2 在环保领域的应用 050 第3章 离子型多孔聚合物材料 058 3.1 离子型聚合物材料的分类 059 3.2 离子型多孔聚合物材料的设计与合成 059 3.2.1 离子单体的直接聚合 060 3.2.2 离子单体与中性单体的共聚 061 3.2.3 中性单体的电离聚合 063 3.2.4 聚合后修饰 068 3.3 离子型多孔聚合物的应用 070 3.3.1 催化性能 070 3.3.2 吸附与分离应用 076 3.3.3 离子传导应用 081 3.3.4 传感应用 084 3.3.5 生物医学应用 085 第4章 笼状多孔材料 088 4.1 金属有机笼 089 4.1.1 金属有机笼的构筑策略 089 4.1.2 金属有机笼的应用 092 4.2 多孔有机笼 104 4.2.1 多孔有机笼的构筑策略 105 4.2.2 多孔有机笼的应用 111 第5章 金属有机框架材料 121 5.1 金属有机框架的定义和优点 122 5.1.1 MOFs 的定义 123 5.1.2 MOFs 的优点 123 5.2 MOFs 的设计合成理念 125 5.2.1 无机分子构建单元 125 5.2.2 有机分子构建单元 130 5.3 MOFs 的应用 135 5.3.1 气体储存与分离 135 5.3.2 催化 142 5.3.3 能量储存与转化 155 第6章 介孔无机材料 160 6.1 介孔无机材料的合成方法 162 6.1.1 硬模板法 163 6.1.2 软模板法 164 6.1.3 多模板法 166 6.2 介孔无机材料的合成进展 167 6.2.1 介孔氧化硅材料 168 6.2.2 介孔碳材料 171 6.2.3 介孔金属氧化物材料 173 6.2.4 介孔金属硫化物材料 177 6.2.5 介孔金属单质材料 177 6.2.6 其他介孔无机材料 178 6.3 介孔无机材料的应用 178 6.3.1 吸附 178 6.3.2 催化 179 6.3.3 储能 182 6.3.4 传感 184 6.3.5 太阳能电池 185 6.3.6 生物 187 第7章 多孔硅材料 190 7.1 多孔单质硅材料 190 7.1.1 多孔单质硅的制备 190 7.1.2 多孔单质硅复合材料 195 7.2 介孔二氧化硅材料 199 7.2.1 介孔二氧化硅的制备 201 7.2.2 介孔二氧化硅的改性 203 7.3 介孔有机硅材料 205 7.3.1 介孔有机硅的制备 206 7.3.2 介孔有机硅的改性 209 7.4 多孔硅材料的应用 214 7.4.1 能源储存 214 7.4.2 药物递送 218 7.4.3 生物传感 221 7.4.4 其他应用 223 第8章 多孔碳材料 225 8.1 多孔石墨烯 225 8.1.1 多孔石墨烯的制备 226 8.1.2 多孔石墨烯的应用 230 8.2 多孔碳纳米管 233 8.2.1 多孔碳纳米管的制备 234 8.2.2 多孔碳纳米管的应用 238 8.3 多孔炭黑 240 8.3.1 多孔炭黑的制备 241 8.3.2 多孔炭黑的应用 242 8.4 多孔碳纤维 244 8.4.1 多孔碳纤维的制备 244 8.4.2 多孔碳纤维的应用 246