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微尺度下碳基界面鹽水——水合離子-π作用的理論、實驗和應用 版權信息
- ISBN：9787508859767
- 條形碼：9787508859767 ; 978-7-5088-5976-7
- 裝幀：平裝-膠訂
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>>
微尺度下碳基界面鹽水——水合離子-π作用的理論、實驗和應用 內容簡介
碳基結構（如石墨烯、碳納米管、富勒烯、芳香環氨基酸、DNA和RNA等1中廣泛存在芳香環（一類以碳原子為主體的環狀結構，如苯環）。富含π電子的芳香環與離子之間有強的非共價鍵作用，稱之為離子-π作用。本書基于水合離子-π作用，在微尺度下探究具有芳香環的碳基界面鹽溶液中水的流動、鹽的分離聚集和結晶，以及鹽溶液中離子對生物分子特性的影響，主要包括離子-π作用和水合離子-π作用簡介；制約碳納米管凈水膜應用的關鍵性問題——離子被吸附于碳納米管管口和相應的改良方案；粗碳納米管內離子的高效收集；離子控制氧化石墨烯膜的層間距并達到出色的離子篩分陛能；常溫常壓下氯化二鈉（Na2C1，鈉氯元素比2:1）和氯化三鈉（Na3C1，鈉氯元素比3:1）等具有反；瘜W計量比的二維晶體；類石墨表面離子誘導的“分子尺度親水性”；芳香環在包含離子的水溶液中疏水性的減弱；離子控制含芳香環材料表面的“咖啡環”效應等。本書適合水的浸潤性、水處理、納流控、二維晶體、儲能、新材料開發、生物體系的分子動力學模擬等專業方向的研究生閱讀，對相關研究方向的學者也有參考價值。
微尺度下碳基界面鹽水——水合離子-π作用的理論、實驗和應用 目錄
目錄 叢書序 前言 第1章 離子-π作用的理論與實驗方法 1 1.1 離子-π作用簡介 1 1.2 離子-π作用的理論研究 2 1.2.1 陽離子-π作用 2 1.2.2 陰離子-π作用 7 1.2.3 能量分解分析 9 1.3 離子-π作用的實驗測量 11 1.3.1 核磁共振和質譜方法 11 1.3.2 紅外光譜和紫外光譜方法 12 1.4 離子-π作用的相關應用 13 1.4.1 離子-π作用在生物領域的相關應用 14 1.4.2 離子-π作用在材料科學領域的應用 15 1.4.3 離子-π作用在能源領域的應用 16 1.5 本章小結 17 參考文獻 18 第2章 水合離子-π作用 26 2.1 引言 26 2.2 理論計算水合離子-π作用 27 2.3 力場參數的開發及應用示例 31 2.4 本章小結 34 參考文獻 34 第3章 水合陽離子-π作用誘導的碳納米管堵塞 37 3.1 引言 37 3.2 基于水合陽離子-π作用的理論預言 37 3.3 實驗設計及理論分析 39 3.3.1 水合離子在碳納米管中的吸附能和勢函數 39 3.3.2 細碳納米管管口的堵塞效應 433.3.3 堵塞效應的解決方案 47 3.3.4 粗碳納米管的開/關轉變 52 3.4 本章小結 54 參考文獻 56 第4章 粗碳納米管對 (極) 稀鹽溶液中離子的高效收集 58 4.1 引言 58 4.2 極稀水溶液中碳納米管內壁與溶液中陽離子作用的理論分析 58 4.2.1 密度泛函理論 59 4.2.2 分子動力學模擬計算 60 4.2.3 基于傳統化學平衡理論的理論分析 62 4.3 實驗觀測浸泡稀鹽溶液的粗碳納米管 65 4.3.1 實驗過程中碳納米管內溶液的穩定性 65 4.3.2 在鹽溶液中浸泡之后的 MWCNT-COOH 70 4.3.3 高強度電子輻照下 MWCNT-COOH 內部高濃度 NaCl 聚集的演變 77 4.4 本章小結 78 參考文獻 78 第5章 離子對氧化石墨烯膜層間距的調控及其在離子篩分中的應用 82 5.1 引言 82 5.2 量化計算水合陽離子在氧化石墨烯片層之間的運動規律 83 5.2.1 模型簡介 83 5.2.2 能量分析 84 5.2.3 離子在石墨烯片層間的動力學分析 84 5.3 理論計算不同水合陽離子對氧化石墨烯膜層間距的影響 87 5.4 紫外吸收光譜驗證陽離子和氧化石墨烯膜之間的水合陽離子-π作用 88 5.5 實驗驗證基于水合陽離子-π作用對氧化石墨烯膜層間距的控制 89 5.5.1 不同陽離子控制氧化石墨烯膜的層間距 89 5.5.2 不同離子在氧化石墨烯膜上的吸附 93 5.5.3 陽離子控制氧化石墨烯膜的層間距穩定性 95 5.6 基于水合陽離子-π作用控制間距的氧化石墨烯膜的滲透實驗 96 5.6.1 滲透實驗方法 96 5.6.2 基于水合陽離子-π作用的氧化石墨烯膜對離子的控制有效性 97 5.6.3 KCl 控制間距的氧化石墨烯膜對混合離子的滲透速率及離子篩選 100 5.7 不同濃度陽離子的水合陽離子-π作用對石墨烯膜層間距的控制 101 5.7.1 不同濃度 K 控制的氧化石墨烯膜的層間距 101 5.7.2 不同濃度 K 控制氧化石墨烯膜層間距的機理 1025.7.3 不同濃度 K 控制的氧化石墨烯膜對 Mg2 滲透行為的影響 103 5.7.4 其他陽離子的濃度效應 104 5.8 本章小結 105 參考文獻 106 第6章 常溫常壓下具有反；瘜W計量比的二維 Na2Cl/Na3Cl 晶體 109 6.1 引言 109 6.2 實驗證實石墨烯基膜表面存在反常化學計量比的二維 Na-Cl 晶體 109 6.2.1 XRD 的實驗結果 109 6.2.2 紫外光譜的實驗結果 111 6.3 經典動力學模擬預測 NaCl 不飽和溶液在石墨烯表面形成二維晶體 112 6.3.1 模型簡介 112 6.3.2 模擬結果及分析 113 6.4 基于量化計算的石墨烯基底上反；瘜W計量比二維 Na-Cl 晶體的可能結構 115 6.5 常溫常壓下得到的二維晶體的實驗驗證 119 6.5.1 XRD 實驗 119 6.5.2 TEM 電鏡實驗確定二維晶體的結構 120 6.6 反常計量比 Na-Cl 結構的穩定性的理論分析 123 6.7 不同化學計量比的 Na-Cl 晶體的性能 126 6.8 常溫常壓與超高壓下得到的反常計量比晶體的結構對比 127 6.9 常溫常壓下其他二維反常計量比材料 128 6.10 本章小結 129 參考文獻 130 第7章 水合陽離子-π作用誘導的分子尺度親水性 132 7.1 引言 132 7.2 宏觀尺度下固體表面的親疏水性質 133 7.3 微觀尺度下固體表面的親疏水性質 134 7.4 水合陽離子-π作用在疏水表面誘導的分子尺度親水性 135 7.4.1 水合陽離子-π作用誘導石墨表面的鹽溶液展現出分子尺度親水性的理論預言 135 7.4.2 石墨表面的 NaCl 溶液在宏觀尺度和分子尺度下具有不同親疏水性質的實驗驗證 138 7.4.3 石墨表面的鹽溶液具有分子尺度親水性的理論解釋 139 7.5 誘導分子尺度親水性的其他因素 140 7.5.1 表面電荷在疏水表面誘導的分子尺度親水性 1417.5.2 基團修飾在超親水表面誘導的分子尺度親水性 143 7.6 本章小結 146 參考文獻 147 第8章 二價金屬離子提升含芳香環分子的親水性 154 8.1 引言 154 8.2 水合陽離子-π作用與芳香性生物分子水溶性 155 8.2.1 銅 (II) 等金屬離子與 Trp 分子之間的陽離子-π作用 157 8.2.2 溶解度及相關實驗結果 159 8.2.3 陽離子-π作用的實驗表征 164 8.3 本章小結 169 參考文獻 170 第9章 離子控制含芳香環材料表面的 “咖啡環” 效應 173 9.1 引言 173 9.2 基于水合陽離子-π作用控制含芳香環碳基表面 “咖啡環” 效應的理論基礎 174 9.3 含鹽液滴控制芳香族碳基表面上 “咖啡環” 效應的實驗驗證 175 9.4 分子動力學和格子玻爾茲曼方法模擬石墨烯基底上含鹽液滴的沉積行為 178 9.4.1 水合陽離子-π作用對苯乙烯分子在石墨烯基底上沉積圖案影響的分子動力學模擬 178 9.4.2 水合陽離子-π作用對顆粒在石墨烯基底上沉積圖案影響的格子玻爾茲曼方法流體模擬 179 9.5 本章小結 180 參考文獻 181 索引 184
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