多孔材料因其特殊的内部孔隙结构和物化性能，近年来发展迅速，在能源、环境保护、生物医药、化工催化等领域发挥着不可替代的作用。本书简要介绍了多孔材料的基本结构和性能关系，概述了多孔材料的结构与表征，着重介绍了微孔分子筛材料、介孔材料、大孔与多级孔材料的结构设计与制备技术，对其性能进行了表征与分析，并对于多孔材料在光电催化领域、分离吸附领域、能源存储领域、生物医用领域的应用以及相关性能与结构的关系进行了详细介绍。
本书适宜材料、环境、能源、医疗等领域的技术人员参考，也可供相关专业本科师生参考。
华东师范大学化学博士（师从何鸣元院士），澳大利亚昆士兰大学高 级访问学者，上海大学环境与化学工程学院/纳米化学与生物学研究所研究员（破格晋升），博士生导师，上海市浦江人才和曙光学者。主要从事碳基和硅基多孔纳米材料的可控制备在能源存储（锂/钠/钾离子电池）和催化等领域中的应用研究。目前已发表SCI论文140余篇，他引超过6000次，并入选英国皇 家化学会高被引学者榜单；授权国家发明专利30余项。主持国家自然科学基金、教育部高等学校博士点基金、上海市人才计划、上海市自然科学基金、上海市科研创新项目、上海市政府和企业委托研发等课题。获得上海市技术发明奖三等奖、具技术交易潜力奖、陈嘉庚青少年发明奖、上海大学科研创新贡献奖,《Nano Research》优秀编委、上海大学优秀青年教师、华东师范大学优秀毕业生等称号。担任科技部国家重点研发计划等评审专家，同时担任Nano Research客座编辑、Nano-Micro Letters、eScience、Nano Research、Advanced Fiber Materials、Nano Research Energy等期刊青年编委。
第1章概述1
1.1多孔材料概述1
1.1.1多孔材料的分类1
1.1.2多孔材料的发展历程2
1.2多孔材料的表征5
1.2.1晶体结构表征5
1.2.2化学组分表征7
1.2.3孔径及比表面积表征10
1.2.4形貌表征11
1.3多孔材料的应用研究11
1.3.1工业催化12
1.3.2光电催化13
1.3.3吸附与分离13
1.3.4能源存储与转化14
1.3.5生物医学15
参考文献15
第2章微孔分子筛材料的制备16
2.1引言16
2.2微孔分子筛材料的发现和人工合成的发展16
2.3分子筛的制备方法25
2.3.1水热合成27
2.3.2溶剂热合成36
2.3.3离子热合成37
2.3.4微波法合成39
2.3.5干胶法合成41
2.3.6后处理合成43
2.3.7分子筛的绿色合成47
2.4小结51
参考文献52
第3章新型微孔材料的制备59
3.1引言59
3.2金属有机框架（MOFs）材料60
3.2.1MOFs材料的发展与分类60
3.2.2MOFs材料的特点61
3.2.3MOFs材料的制备方法61
3.2.4MOFs材料的结构调控64
3.3微孔有机聚合物材料68
3.3.1微孔有机聚合物的发展68
3.3.2微孔有机聚合物的制备方法70
3.3.3微孔有机聚合物的结构调控86
3.4小结93
参考文献94
第4章介孔材料的制备104
4.1引言104
4.2介孔碳材料105
4.2.1介孔碳材料概述105
4.2.2介孔碳材料的合成路径105
4.2.3介孔碳薄膜材料110
4.2.4介孔碳块体材料和泡沫材料111
4.2.5介孔碳的微纳米形貌控制114
4.2.6介孔碳材料的功能化与改性118
4.3介孔二氧化硅材料125
4.3.1介孔二氧化硅的发现125
4.3.2介孔二氧化硅的制备127
4.3.3介孔二氧化硅纳米颗粒的合成140
4.4介孔金属氧化物材料142
4.4.1概述142
4.4.2软模板法制备介孔金属氧化物142
4.4.3硬模板法制备介孔金属氧化物143
4.4.4强化结晶法145
4.4.5合成后固-固转换145
4.4.6纳米粒子自组装146
4.4.7软模板法与硬模板法的比较146
4.4.8硬模板法调控介孔金属氧化物的孔径与壁厚147
4.5介孔金属材料148
4.5.1概述148
4.5.2硬模板法制备介孔金属材料148
4.5.3软模板法制备介孔金属材料149
4.6小结155
参考文献156
第5章大孔与多级孔材料的制备163
5.1引言163
5.2大孔材料的制备163
5.2.1大孔材料的特点163
5.2.2阳极氧化铝164
5.2.3泡沫金属材料166
5.2.4大孔金属材料168
5.2.5大孔非金属材料170
5.2.6大孔陶瓷材料172
5.3多级孔材料的制备174
5.3.1多级孔材料的特点174
5.3.2微孔-介孔材料174
5.3.3微孔-大孔材料182
5.3.4介孔-大孔材料184
5.3.5微孔-介孔-大孔材料191
5.4小结195
参考文献195
第6章多孔材料在工业催化中的应用209
6.1引言209
6.2多孔材料在工业催化典型反应中的应用209
6.2.1催化裂化和加氢裂化209
6.2.2柴油馏分的改造升级216
6.2.3天然气转化成油及化学品222
6.2.4甲醇制碳氢化合物231
6.2.5选择性氧化236
6.2.6精细化学品制备和转化244
6.2.7NOx的选择性催化还原250
6.3小结260
参考文献260
第7章多孔材料在光电催化中的应用273
7.1引言273
7.2多孔材料在光催化中的应用274
7.2.1光催化技术简介274
7.2.2光催化技术的基本原理和分类274
7.2.3光催化技术的影响因素275
7.2.4多孔材料在光催化应用中的特点275
7.2.5多孔材料在光催化反应中的具体应用276
7.3多孔材料在电催化中的应用285
7.3.1电催化技术简介285
7.3.2电催化技术的基本原理和分类286
7.3.3电催化技术的影响因素289
7.3.4多孔材料在电催化应用中的特点290
7.3.5多孔材料在电催化反应中的具体应用291
7.4小结310
参考文献310
第8章多孔材料在吸附与分离领域中的应用318
8.1引言318
8.2小分子选择性吸附分离319
8.2.1CO2选择性吸附分离320
8.2.2小分子烷烃/烯烃类气体吸附分离326
8.2.3其他小分子吸附分离329
8.2.4分子筛用于吸附分离工业过程331
8.3有机染料分子吸附分离333
8.3.1阳离子染料吸附分离334
8.3.2阴离子染料吸附分离340
8.3.3酸性染料吸附分离342
8.4重金属离子吸附分离346
8.4.1汞离子吸附分离347
8.4.2铅离子吸附分离348
8.4.3镉离子吸附分离350
8.4.4铜离子吸附分离351
8.4.5其他金属离子吸附分离351
8.5小结352
参考文献353
第9章多孔材料在能源存储中的应用363
9.1引言363
9.2碱金属（锂/钠/钾）离子电池365
9.2.1碱金属（锂/钠/钾）离子电池的工作原理366
9.2.2多孔碳基复合负极材料368
9.2.3多孔合金基复合负极材料373
9.2.4多孔过渡金属化合物基负极材料378
9.3碱金属（锂/钠）硫电池383
9.3.1碱金属（锂/钠）硫电池的基本原理和组成384
9.3.2多孔碳/硫复合正极材料387
9.3.3多孔材料对碱金属（锂/钠）负极的修饰390
9.3.4多孔集流体392
9.4金属空气电池393
9.4.1金属空气电池的工作原理394
9.4.2空气正极用多孔材料398
9.4.3多孔材料在金属空气电池负极中的应用402
9.5固态电池技术405
9.5.1固态电池技术概述406
9.5.2多孔材料在固态电池中的应用411
9.6水系离子电池414
9.6.1水系电池概述415
9.6.2多孔材料在水系锌离子电池电极中的应用416
9.7超级电容器422
9.7.1超级电容器的组成与电荷存储机理423
9.7.2超级电容器系统425
9.7.3多孔碳基电极材料426
9.7.4金属有机框架基电极材料431
9.7.5多孔有机聚合物基电极材料433
9.8小结436
参考文献437
第10章多孔材料在生物医学领域中的应用450
10.1引言450
10.2药物控释与递送451
10.2.1二氧化硅多孔材料451
10.2.2多孔分子筛460
10.2.3碳基多孔材料466
10.3组织工程471
10.3.1多孔聚合物472
10.3.2多孔水凝胶474
10.3.3陶瓷475
10.3.4玻璃476
10.3.5多孔磷酸钙477
10.3.6羟基磷灰石478
10.3.7金属479
10.3.8分子筛480
10.4生物成像481
10.4.1磁共振481
10.4.2荧光成像482
10.4.3光声成像482
10.5生物传感483
10.5.1介孔二氧化硅483
10.5.2介孔碳484
10.5.3纳米多孔金486
10.6抗菌多孔材料486
10.6.1抗菌分子筛486
10.6.2抗菌金属有机框架489
10.7生物安全性497
10.7.1二氧化硅497
10.7.2分子筛499
10.7.3多孔碳500
10.8小结500
参考文献501
第11章总结与展望508
11.1总结508
11.1.1多孔材料的制备508
11.1.2多孔材料的应用513
11.2展望516
11.2.1多孔材料的基础研究516
11.2.2多孔材料的产业化研究519
参考文献522
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