表面科学：催化与纳米科学基础

《Surface Science----Foundations of Catalysis and Nanoscience》书评

材料科学与工程学院     周艳

《表面科学：催化与纳米科学基础》由英国伦敦大学的Kurt W. Kolasinski编写，John Wiley&Sons公司2001年出版。

表面化学是物理化学中正蓬勃发展的一个重要的基础领域，它正逐步成为一门交叉学科。特别是近年来随着非均相催化、半导体加工、纳米技术，以及相关的腐蚀，粘接，摩擦等学科的日益发展，表面化学的特殊地位也日渐突出。《表面科学：催化与纳米科学基础》采用一种利于教学的方法对表面科学进行了全面的讲解，并且结合了该领域的最新研究进展。本教材不仅让读者明白了化学是如何在物质表面发挥作用的，也使读者理解了表面反应的动力学。本教材的另一特点是囊括了工业过程中与表面化学相关联的大量实例。

为了使读者更好的理解表面的化学转移和结构的形成，作者在第一章介绍了表面的几何结构、电子结构、振动结构以及吸收剂的结构。本章对表面结构的介绍就如一幅图画，由此，我们可以清晰地了解表面看起来像什么，它们与分子和本体材料的关系如何等，也更容易理解表面化学反应的基础。

第二章介绍了我们藉以观察表面的技术手段：扫描探针技术（包括扫描隧道显微镜、扫描隧道光谱、原子力显微镜、近场扫描偏光显微镜），低能电子衍射、电子光谱（如X射线光电子谱、紫外光电谱、俄歇电子谱、光电显微镜）、振动光谱（红外光谱、电子能损失光谱）等等。虽然表面实验技术仍存在一些困难，不过有些测试手段本身就是一种表面改性方法，因此通过熟悉得到表征数据的方法，读者可以对表面过程有更深的认识。

前两章介绍了这些基础知识后，紧接着在后面两章叙述了动力学和热力学原理。第三章讲述了化学吸附、物理吸附及其动力学。这一章使读者对表面上的反应活性以及表面之间的反应性有全面的认识。

第四章则是关于表面过程的热力学和动力学。内容涉及到吸附/脱附热力学，由热力学和动力学方法分别得到的吸附等温线，侧向相互作用，脱吸附速率，吸附动力学，温度－程序脱吸附。这些原理使我们了解化学转移是如何在表面发生的以及为什么会转移。并且，这些知识对解释催化和取向生长研究中得到的结果很有帮助。

第五章和第六章是本书的重点。第五章（复杂表面反应：催化和蚀刻）包括表面热力学测量与反应机理，Haber

Bosch过程，从微观热力学到催化，Fischer

Tropsch合成和相关化学，促进剂，毒物，振动速率，蚀刻。

第六章则介绍了生长与取向生长的有关知识。内容涉及到应力与应变，界面类型，表面能和表面拉伸，生长模式，非平衡生长，生长层技术，Langmuir膜，Langmuir

Blodgett膜，自组装单层。

本教材的每一章均遵循由易到难的原则。每章结束时都有该章的重要概念小结。此外还或多或少列出了值得进一步阅读的文献，这些都涉及到了“前沿课题”。作者的目的有两个，首先这些文献和课题展现了一些基础研究之外的材料。其次，它们强调了“前沿”。前沿领域总是过于复杂，以至于在基础性介绍中很难有深入的讲解，并且，它们能用表面科学处理，这点具有重大意义。每章结束都附有习题，这些习题不仅能加深对教材中概念的理解，也是对教材内容的延伸。书后的附录列出了一些基本常数、单位换算因子，符号代表的意义以及一些有用的数学表达式。

本书可作为化学系、物理系、化学工程系、材料科学系表面化学这门课程的教材使用。同时对表面科学领域的研究者和专业人员也有重要的参考意义。

本书馆藏索书号：O647.11/K81