 | Белых Л.Б. Введение в нанохимию. Размерные эффекты в физико-химии и катализе: учеб. пособие / Л.Б.Белых, Ф.К.Шмидт. - Иркутск: Изд-во ИГУ, 2013. - 199 с.
ШИФР ОТДЕЛЕНИЯ ГПНТБ СО РАН Л1-Б439
| |
Введение. История становления нанонауки и перспективы
развития нанотехнологий ......................................... 5
1 ПОНЯТИЙНЫЙ АППАРАТ НАНОХИМИИ .............................. 17
1.1 Основные понятия и определения ............................ 18
1.2 Объекты исследования нанохимии ............................ 23
1.2.1 Наночастицы ........................................ 27
1.2.1.1 Нанокластеры .............................. 28
1.2.1.2 Квантовые точки ........................... 58
1.2.2 Наноструктуры ...................................... 62
1.2.2.1 Нульмерные наноструктуры .................. 62
1.2.2.2 Одномерные наноструктуры .................. 75
1.2.2.3 Двумерные наноструктуры ................... 80
1.2.2.4 Трехмерные наноструктуры .................. 85
2 РАЗМЕРНЫЕ ЭФФЕКТЫ ........................................... 90
2.1 Специфика наносистем ...................................... 91
2.2 Физические размерные эффекты ............................. 102
2.2.1 Давление насыщенных паров над искривленной
поверхностью ...................................... 103
2.2.2 Температура фазового перехода ..................... 104
2.2.3 Теплоемкость ...................................... 108
2.2.4 Магнитные свойства наночастиц ..................... 110
2.2.5 Электрическая проводимость ........................ 113
2.3 Размерные эффекты в химии ................................ 115
2.3.1 Влияние размера частиц на их реакционную
способность ........................................ 116
2.3.2 Влияние размера частиц на константу химического
равновесия ........................................ 119
2.3.3 Влияние размера частиц на величины стандартных
электродных потенциалов ........................... 120
3 РАЗМЕРНЫЕ ЭФФЕКТЫ В КАТАЛИЗЕ ............................. 123
3.1 Общая характеристика катализа ............................ 123
3.2 Основные причины размерной чувствительности
каталитических реакций ................................... 135
3.2.1 Геометрический фактор ............................. 135
3.2.2 Электронный фактор ................................ 143
3.3 Примеры структурно-чувствительных реакций ................ 147
3.3.1 Каталитический гидрогенолиз алканов ............... 147
3.3.2 Реакции окисления ................................. 153
3.3.3 Реакции гидродегалогенирования алкил- и
арилгалогенидов ................................... 160
3.4 Размерные эффекты в гидрогенизационном катализе
органических соединений .................................. 168
3.4.1 Гидрирование алкинов и диенов ..................... 169
3.4.2 Гидрирование ароматических соединений ............. 172
3.4.3 Гидрирование алкенов, альдегидов и кетонов ........ 173
3.4.4 Восстановление нитрогалогенсодержащих
ароматических производных ......................... 175
3.4.5 Влияние размера и формы наночастиц катализатора
на селективность в гидрировании ................... 185
Залючение ..................................................... 189
Список литературы ............................................. 191
|
| В учебном пособии изложены физико-химические основы интенсивно развивающейся в последние десятилетия дисциплины - нанохимии. Рассмотрены различные классификации наносистем и наноструктур, специфика наносистем, обусловливающая проявление дисперсными системами особых свойств по сравнению с макроскопическими телами, внутренние и внешние размерные эффекты. Приведены примеры физических размерных эффектов, особое внимание уделено рассмотрению размерных эффектов в химии. На примере структурно-чувствительных реакций проанализированы причины проявления размерных эффектов в катализе.
Учебное пособие предназначено для студентов химических факультетов, а также аспирантов и научных сотрудников, занимающихся исследованиями в области физической химии, наноразмерного катализа и органической химии. |
|
