北京化工大學段雪院士團隊經過20多年來繫統的研究，在插層結構材料組裝理論與應用研究中取得了重要進展，受到了國內外同行廣泛關注和重視。部分研究應用於工業實踐，首次在我國實現了LDHs工業化生產，解決了產業領域的實際需求問題。本書對於插層化學、功能材料及相關領域廣大學者，特別是對超分子插層結構功能材料感興趣的廣大科技人員，具有重要參考價值。

●第一章 緒論001
第一節 超分子化學002
一、超分子化學概述002
二、超分子化學中的相互作用003
三、超分子化學的外延005
四、超分子化學的科學意義006
第二節 無機超分子材料007
一、無機材料的超分子特征007
二、無機超分子材料的制備方法008
三、無機超分子材料分類009
四、無機超分子材料的特點、應用及發展010
第三節 超分子插層結構功能材料011
一、插層結構的超分子特征011
二、超分子插層結構功能材料的組裝方法012
三、超分子插層結構功能材料的發展012
四、超分子插層結構功能材料的分類013
第四節 超分子插層結構功能材料的特點及應用015
一、超分子插層結構功能材料的性質與效應016
二、超分子插層結構功能材料的應用017
第五節 小結與展望022
一、超分子插層組裝結構及組裝驅動力研究022
二、超分子插層結構功能材料的構築原理023
三、超分子插層組裝功能材料的應用探索023
參考文獻024
第二章 超分子插層材料的結構設計029
第一節 超分子插層材料結構設計的理論方法030
一、電子結構方法030
二、分子模擬方法032
第二節 主體結構特性與設計033
一素的引入——金屬離子的八面體變形度原則033
二素組成及比例036
三、結構拓撲轉變與記憶效應038
四、層板電荷分布性質041
第三節 客體取向和分布——LDHFF分子力場構建042
一、取向結構和客體分布——LDHFF分子力場構建043
二、客體間相互作用046
三、層間陰離子交換性質047
第四節 插層結構特性與設計048
一、插層結構穩定的驅動力——主客體相互作用048
二、體繫能帶結構與光催化性質049
三、體繫的酸堿位點053
第五節 小結與展望054
參考文獻056
第三章 超分子插層結構材料的制備方法與原理063
第一節 插層組裝法064
一、共沉澱法064
二、離子交換法067
三、焙燒復原法068
四、水熱法069
第二節 剝層重組法069
一、自上而下的剝離法070
二、自下而上的合成法072
第三節 原位生長法074
一、原位電沉積法074
二、原位水熱法076
三、金屬表面原位刻蝕法078
第四節 導向組裝法078
一、模板導向法078
二、外場導向法080
第五節 拓撲轉化法085
一、內源法086
二、外源法088
三、內-外源協同法089
第六節 工業化生產方法091
一、共沉澱法091
二、清潔工藝（固相合成法）094
第七節 小結與展望096
參考文獻097
第四章 超分子插層結構催化材料103
第一節 概述104
第二節 層狀及插層結構催化材料105
一、二維層狀催化材料105
二、插層結構催化材料108
三、主客體協同催化材料117
第三節 基於層狀前體法的復合金屬氧化物/硫化物催化材料118
一、堿土金屬復合氧化物118
二、過渡金屬復合氧化物120
三、基於層狀前體法的復合金屬硫化物126
第四節 基於層狀前體法的負載型金屬催化材料128
一、負載型單原子催化材料128
二、負載型金屬團簇催化材料133
三、負載型金屬納米催化材料136
第五節 小結與展望142
參考文獻143
第五章 超分子插層結構吸附材料153
第一節 超分子插層結構功能材料結構特點與吸附性能154
一、結構特點154
二、吸附性能155
第二節 選擇性吸附陰離子與捕獲鋰離子158
一、選擇性吸附陰離子159
二、選擇性捕獲鋰離子163
第三節 對有機分子的吸附增溶165
一、鏈狀分子的吸附增溶165
二、含環狀結構分子的吸附增溶166
第四節 重金屬離子超穩礦化167
一、重金屬污染現狀167
二、重金屬離子污染修復167
三、LDHs在重金屬離子水污染方面的應用169
四、LDHs在重金屬土壤污染治理方面的應用174
第五節 超分子插層結構功能吸附材料應用實踐177
一、水體淨化工程實踐——焦化脫硫廢液處理177
二、土壤修復應用實踐179
第六節 小結與展望184
參考文獻184
第六章 超分子插層結構光功能材料195
第一節 插層結構光功能材料196
一、插層結構光功能材料的結構與性能196
二、插層組裝客體種類197
三、插層組裝作用力與方法200
第二節 插層結構光功能材料的納米限域效應202
一、層間極性反轉與二維層間超分子固溶體202
二、二維光生激子光物理204
三、LDHs空間限域效應207
四、LDHs電子限域效應213
五、二維層間電子轉移219
六、二維上轉換發光220
第三節 插層結構光功能材料的應用223
一、發光材料與傳感器224
二、光電催化材料231
三、光電轉換材料及應用233
四、光能存儲材料及應用236
五、光催化燃料電池239
第四節 小結與展望241
參考文獻242
第七章 超分子插層結構生物醫用材料251
第一節 藥物控釋材料252
一、化療藥物控釋254
二、基因控釋255
三、免疫刺激劑控釋256
四、其他藥物控釋258
第二節 診療一體化材料259
一、LDHs在成像診斷領域的應用259
二、LDHs在癌癥治療方面的應用261
三、LDHs構建的診療一體化平臺264
第三節 生物傳感材料265
一、生物傳感器簡介265
二、基於LDHs的葡萄糖檢測266
三、基於LDHs的H2O2檢測268
四、基於LDHs的多巴胺檢測268
五、其他生物分子的檢測269
第四節 組織工程271
一、LDHs支架復合材料在組織工程中的應用271
二、LDHs載體復合材料在組織工程中的應用272
三、LDHs在組織工程抗菌中的應用274
第五節 小結與展望276
參考文獻278
第八章 超分子插層結構能源材料287
第一節 電催化材料289
一、LDHs在電催化析氧反應中的應用289
二、LDHs在電催化有機氧化反應中的應用299
三、LDHs在電催化還原反應中的應用299
四、小結302
第二節 光催化材料303
一、光催化材料典型應用304
二、光電催化材料316
三、光伏催化材料317
四、光熱催化材料319
第三節 超電容材料321
一、LDHs儲能材料的電化學活化321
二、納米陣列電極LDHs超級電容器324
三、多級納米結構LDHs超級電容器324
四、LDHs/碳復合超級電容器327
五、LDHs/導電聚合物復合超級電容器328
六、柔性超級電容器329
第四節 插層結構能源材料——電池材料332
一、二維插層納米材料在儲能方面的研究與應用進展333
二、LDHs在陰離子型二次電池中的應用334
三、基於LDHs拓撲轉變合成及改性鋰離子電池正極材料337
四、基於LDHs前驅體法的二次電池負極材料341
五、LDHs作為載體用於Li-S電池和金屬鋰電池351
六、結束語354
第五節 小結與展望354
參考文獻356
第九章 超分子插層結構功能助劑369
第一節 超分子插層結構無鹵阻燃劑370
一、阻燃劑概述370
二、插層結構無鹵阻燃劑的構築與性能371
三、插層結構無鹵阻燃劑的應用373
第二節 超分子插層結構高效抑煙劑374
一、抑煙劑概述374
二、插層結構高效抑煙劑的構築與性能375
三、插層結構高效抑煙劑的應用377
第三節 超分子插層結構PVC熱穩定劑378
一、PVC熱穩定劑概述378
二、插層結構PVC熱穩定劑的構築與性能379
三、插層結構PVC熱穩定劑的應用382
第四節 超分子插層結構紅外吸收材料382
一、保溫農用薄膜和紅外吸收材料382
二、插層結構紅外吸收材料的構築及性能383
三、插層結構紅外吸收材料的應用386
第五節 超分子插層結構氣密材料388
一、主體結構調控與氣密性能強化388
二、客體組成調控與氣密性能強化389
三、主客體相互作用控制與氣密性能強化390
第六節 超分子插層結構紫外阻隔材料392
一、紫外阻隔材料的種類與作用機理392
二、插層結構紫外阻隔材料的構築及性能調控393
三、插層結構紫外阻隔材料的應用398
第七節 超分子插層結構吸酸劑399
一、聚烯烴的合成與吸酸劑399
二、插層結構吸酸劑的構築及作用機理400
三、插層結構吸酸劑的應用401
第八節 超分子插層結構固體潤滑材料402
一、固體潤滑材料簡介402
二、典型固體潤滑材料402
三、插層結構固體潤滑材料404
第九節 小結與展望406
參考文獻407
索引415

《超分子插層結構功能材料》是“優選化工材料關鍵技術叢書”的一個分冊。本書基於筆者二十餘年的工作積累，是圍繞超分子插層結構功能材料開展科學研究和技術開發的繫統總結。全書共九章，包括緒論、超分子插層材料的結構設計、超分子插層結構材料的制備方法與原理、超分子插層結構催化材料、超分子插層結構吸附材料、超分子插層結構光功能材料、超分子插層結構生物醫用材料、超分子插層結構能源材料和超分子插層結構功能助劑。本書所涉及的研究內容為相關領域國際學術前沿的熱點，部分成果為原創，可為超分子插層結構功能材料的基礎研究與應用研究提供一些新思路。《超分子插層結構功能材料》適合化學、化工、材料領域，特別是對插層化學與插層結構功能材料感興趣的科技術人員閱讀，也可供高等院校化學、化工、材料及相關專業師生參考。

段雪 等 著 中國化工學會 編