导语

  

内容提要

  

    本书全面综述了有关吸附理论、方法与应用的方方面面，首先对吸附的原理、热力学和方法学进行一个总述；然后运用吸附方法讨论表面积和孔径大小；之后介绍并讨论各种不同吸附剂（碳材料、氧化物、黏土、沸石、金属有机框架MOF）的一些典型吸附等温线和能量学。重点在于对实验数据的确定和解释，特别是具有技术重要性的吸附剂的表征。
    本书读者对象主要为学生及表面科学初涉猎者，通过本书可以了解到如何利用现今先进的科学技术手段来测定表面积、孔尺寸和表面特征，如何对材料的性能进行表征与判断。

第1章  绪言
  1.1  吸附的重要性
  1.2  吸附的历史
  1.3  定义及术语
  1.4  物理吸附和化学吸附
  1.5  吸附等温线的类型
    1.5.1  气体物理等温线分类
    1.5.2  气体的化学吸附
    1.5.3  溶液的吸附
  1.6  物理吸附能和分子模拟
  1.7  扩散吸附
  参考文献
第2章  气/固界面的吸附热力学
  2.1  引言
  2.2  单一气体吸附的定量表示
    2.2.1  压力不超过100kPa时的吸附
    2.2.2  压力超过100kPa及更高时的吸附
  2.3  吸附的热力学势
  2.4  Gibbs表示中与吸附态有关的热力学量
    2.4.1  摩尔表面过剩量的定义
    2.4.2  微分表面过剩量的定义
  2.5  吸附过程中的热力学量
    2.5.1  微分吸附量的定义
    2.5.2  积分摩尔吸附量的定义
    2.5.3  微分和积分摩尔吸附量的优点及局限性
    2.5.4  积分摩尔吸附量的评估
  2.6  从一系列实验物理吸附等温线间接推导吸附量：等比容法
    2.6.1  微分吸附量
    2.6.2  积分摩尔吸附量
  2.7  由量热数据推导吸附量
    2.7.1  非连续过程
    2.7.2  连续过程
  2.8  测定微分吸附焓的其他方法
    2.8.1  浸润式量热法
    2.8.2  色谱法
  2.9  高压状态方程：单一气体和混合气体
    2.9.1  纯气体情况下
    2.9.2  混合气体情况下
  参考文献
第3章  气体吸附法
  3.1  引言
  3.2  表面过剩量（及吸附量）的测定
    3.2.1  气体吸附测压法（仅测量压力）
    3.2.2  重量法气体吸附（测量质量和压力）
    3.2.3  流量控制或监测条件下的气体吸附
    3.2.4  气体共吸附
    3.2.5  校准方法和修正
    3.2.6  其他关键方面
  3.3  气体吸附量热法
    3.3.1  可用设备
    3.3.2  量热程序
  3.4  吸附剂脱气
    3.4.1  脱气目标
    3.4.2  传统真空脱气
    3.4.3  CRTA控制的真空脱气
    3.4.4  载气脱气
  3.5  实验数据的呈现
  参考文献
第4章  固/液界面的吸附：热力学和方法学
  4.1  引言
  4.2  纯液体中固体浸润的能量
    4.2.1  热力学背景
    4.2.2  纯液体中浸润式微量热法实验技术
    4.2.3  纯液体浸润式微量热法的应用
  4.3  液体溶液中的吸附
    4.3.1  二元溶液吸附量的定量表达
    4.3.2  溶液吸附中能量的定量表示
    4.3.3  研究溶液吸附的基本实验方法
    4.3.4  溶液吸附的应用
  参考文献
第5章  气/固界面上物理吸附等温线的经典阐述
  5.1  引言
  5.2  纯气体的吸附
    5.2.1  与吉布斯吸附方程相关的方程：在可用表面上或微孔中的吸附相的描述
    5.2.2  Langmuir理论
    5.2.3  多层吸附
    5.2.4  Dubinin-Stoeckli理论：微孔填充
    5.2.5  Ⅵ型等温线：物理吸附层的相变
    5.2.6  经验等温方程
  5.3  混合气体的吸附
    5.3.1  扩展的Langmuir模型
    5.3.2  理想吸附溶液理论
  5.4  结论
  参考文献
第6章  模拟多孔固体物理吸附
  6.1  引言
  6.2  多孔固体的微观描述
    6.2.1  结晶材料
    6.2.2  非结晶材料
  6.3  分子间势能函数
    6.3.1  吸附质/吸附剂相互作用的一般表达
    6.3.2  “简单”吸附质/吸附剂体系的常用策略
    6.3.3  更“复杂”的吸附质/吸附剂体系示例
  6.4  表征计算工具
    6.4.1  引言
    6.4.2  可接触的比表面积
    6.4.3  孔体积/PSD
  6.5  模拟多孔固体物理吸附
    6.5.1  GCMC模拟
    6.5.2  量子化学计算
  6.6  模拟多孔固体中扩散
    6.6.1  基本原理
    6.6.2  单组分扩散
    6.6.3  混合气体扩散
  6.7  结论与未来挑战
  参考文献
第7章  通过气体吸附测定表面积
  7.1  引言
  7.2  BET方法
    7.2.1  简介
    7.2.2  BET图
    7.2.3  BET单层吸附量的有效性
    7.2.4  无孔和介孔吸附剂的BET面积
    7.2.5  微孔固体的BET吸附面积
    7.2.6  BET面积的一些应用
  7.3  等温线分析的经验方法
    7.3.1  标准吸附等温线
    7.3.2  t方法
    7.3.3  as方法
    7.3.4  对比图
  7.4  分形方法
  7.5  结论和建议
  参考文献
第8章  介孔的测定
  8.1  引言
  8.2  介孔体积、孔隙率和平均孔径
    8.2.1  介孔体积
    8.2.2  孔隙率
    8.2.3  液压半径和平均孔径
  8.3  毛细凝聚和Kelvin方程
    8.3.1  Kelvin方程的推导
    8.3.2  开尔文方程的应用
  8.4  介孔尺寸分布的经典计算
    8.4.1  基本原则
    8.4.2  计算过程
    8.4.3  多层吸附厚度
    8.4.4  Kelvin方程的有效性
  8.5  介孔尺寸分布的DFT计算
    8.5.1  基本原则
    8.5.2  77K下的氮气吸附
    8.5.3  87K下氩气吸附
  8.6  回滞环
  8.7  结论和建议
  参考文献
第9章  微孔评估
  9.1  引言
  9.2  气体物理吸附等温线分析
    9.2.1  经验法
    9.2.2  Dubinin-Radushkevich-Stoeckli法
    9.2.3  Horvath-Kawazoe（HK）法
    9.2.4  密度泛函理论
    9.2.5  壬烷预吸附法
    9.2.6  吸附物和温度的选择
  9.3  微量热法
    9.3.1  浸没微量热法
    9.3.2  气体吸附微量热法
  9.4  结论和建议
  参考文献
第10章  活性炭吸附
  10.1  引言
  10.2  活性炭：制备、性质和应用
    10.2.1  石墨
    10.2.2  富勒烯和纳米管
    10.2.3  炭黑
    10.2.4  活性炭
    10.2.5  超活性炭
    10.2.6  碳分子筛
    10.2.7  ACFs和碳布
    10.2.8  整体材料
    10.2.9  碳气凝胶和OMCs
  10.3  无孔碳的气体物理吸附
    10.3.1  氮气和二氧化碳在炭黑上的吸附
    10.3.2  稀有气体吸附
    10.3.3  有机蒸气吸附
  10.4  多孔碳气体物理吸附
    10.4.1  氩气、氮气和二氧化碳吸附
    10.4.2  有机蒸气吸附
    10.4.3  水蒸气吸附
    10.4.4  氦气吸附
  10.5  碳-液界面处的吸附
    10.5.1  浸润式量热仪
    10.5.2  溶液中的吸附
  10.6  LPH和吸附剂变形
    10.6.1  背景介绍
    10.6.2  激活入口
    10.6.3  低压滞后
    10.6.4  扩张和收缩
  10.7  活性炭表征：结论和建议
  参考文献
第11章  金属氧化物吸附
  11.1  引言
  11.2  二氧化硅
    11.2.1  热解二氧化硅和结晶二氧化硅
    11.2.2  沉淀二氧化硅
    11.2.3  硅胶
  11.3  氧化铝：结构、材质和物理吸附
    11.3.1  活性氧化铝的介绍
    11.3.2  原材料
    11.3.3  水合氧化铝的热分解
    11.3.4  活性氧化铝的合成
  11.4  二氧化钛粉末和凝胶
    11.4.1  二氧化钛颜料
    11.4.2  金红石：表面化学和气体吸附
    11.4.3  二氧化钛凝胶的孔隙率
  11.5  氧化镁
    11.5.1  非极性气体在无孔MgO上的物理吸附
    11.5.2  多孔形式MgO的物理吸附
  11.6  其他氧化物
    11.6.1  氧化铬凝胶
    11.6.2  氧化铁：FeOOH的热分解
    11.6.3  微晶氧化锌
    11.6.4  水合氧化锆凝胶
    11.6.5  氧化铍
    11.6.6  二氧化铀
  11.7  金属氧化物吸附性质的应用
    11.7.1  作为气体吸附剂、干燥剂的应用
    11.7.2  作为气体传感器的应用
    11.7.3  作为催化剂和催化剂载体的应用
    11.7.4  颜料和填料应用
    11.7.5  在电子产品中的应用
  参考文献
第12章  黏土、柱撑黏土、沸石和磷酸铝的吸附
  12.1  引言
  12.2  结构、形貌和层状硅酸盐吸附剂的性质
    12.2.1  结构和层状硅酸盐的形貌
    12.2.2  层状硅酸盐的气体物理吸附
  12.3  柱撑黏土（PILC）：结构和属性
    12.3.1  柱撑黏土的形成和属性
    12.3.2  柱撑黏土对气体的物理吸附
  12.4  沸石：合成、孔隙结构和分子筛性质
    12.4.1  沸石的结构、合成和形貌
    12.4.2  分子筛沸石吸附剂性质
  12.5  磷酸盐分子筛：背景和吸附剂的性质
    12.5.1  磷酸盐分子筛的背景
    12.5.2  铝磷酸盐分子筛吸附剂的性质
  12.6  黏土、沸石和磷酸盐基底的分子筛的应用
    12.6.1  黏土的应用
    12.6.2  沸石的应用
    12.6.3  磷酸盐分子筛的应用
  参考文献
第13章  有序介孔材料的吸附
  13.1  引言
  13.2  有序介孔二氧化硅
    13.2.1  M41S系列
    13.2.2  SBA系列
    13.2.3  大孔的有序介孔二氧化硅
  13.3  表面功能化对吸附性质的影响
    13.3.1  金属氧化物结合到壁中
    13.3.2  金属纳米粒子封装到孔中
    13.3.3  表面嫁接有机配体
  13.4  有序的有机硅材料
  13.5  复制材料
  13.6  结束语
  参考文献
第14章  金属有机框架材料（MOFs）的吸附
  14.1  引言
  14.2  MOFs的BET比表面积评估及意义
    14.2.1  BET比表面积的评估
    14.2.2  BET比表面积的意义
  14.3  改变有机配体性质的影响
    14.3.1  改变配体长度
    14.3.2  将配体功能化
  14.4  改变金属中心的影响
  14.5  改变其他表面位点性质的影响
  14.6  非框架物质的影响
  14.7  柔性MOF材料的特殊例子
    14.7.1  MIL-53（Al，Cr）
    14.7.2  MIL-53（Fe）
    14.7.3  Co（BDP）
  14.8  MOF材料的应用
    14.8.1  气体存储
    14.8.2  气体分离与纯化
    14.8.3  催化
    14.8.4  药物缓释
    14.8.5  传感器
    14.8.6  与其他吸附剂的比较
  参考文献
索引