粉体与多孔固体材料的吸附 原理、方法及应用 原著第2版

图书信息

作者：(法)F.鲁克罗尔(F.Rouquerol)等著陈建等译

出版社：化学工业出版社

定价：198.00

ISBN：9787122357472

出版时间：2020-05-01

分类：图书,行业职业,工业技术,精细化工

商品介绍

目录

第1章绪言

1.1 吸附的重要性  / 1

1.2 吸附的历史  / 1

1.3 定义及术语  / 5

1.4 物理吸附和化学吸附  / 9

1.5 吸附等温线的类型  / 9

1.5.1 气体物理等温线分类  / 9

1.5.2 气体的化学吸附  / 12

1.5.3 溶液的吸附  / 12

1.6 物理吸附能和分子模拟  / 12

1.7 扩散吸附  / 17

参考文献  / 18

第2章气/固界面的吸附热力学

2.1 引言  / 21

2.2 单一气体吸附的定量表示  / 22

2.2.1 压力不超过100kPa时的吸附  / 22

2.2.2 压力超过100kPa及更高时的吸附  / 25

2.3 吸附的热力学势  / 28

2.4 Gibbs表示中与吸附态有关的热力学量  / 32

2.4.1 摩尔表面过剩量的定义  / 32

2.4.2 微分表面过剩量的定义  / 33

2.5 吸附过程中的热力学量  / 34

2.5.1 微分吸附量的定义  / 34

2.5.2 积分摩尔吸附量的定义  / 36

2.5.3 微分和积分摩尔吸附量的优点及局限性  / 36

2.5.4 积分摩尔吸附量的评估  / 37

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  / 38

2.6.1 微分吸附量  / 38

2.6.2 积分摩尔吸附量  / 40

2.7 由量热数据推导吸附量  / 41

2.7.1 非连续过程  / 41

2.7.2 连续过程  / 42

2.8 测定微分吸附焓的其他方法  / 43

2.8.1 浸润式量热法  / 43

2.8.2 色谱法  / 44

2.9 高压状态方程：单一气体和混合气体  / 44

2.9.1 纯气体情况下  / 44

2.9.2 混合气体情况下  / 46

参考文献  / 47

第3章气体吸附法

3.1 引言  / 49

3.2 表面过剩量（及吸附量）的测定  / 50

3.2.1 气体吸附测压法（仅测量压力）  / 50

3.2.2 重量法气体吸附（测量质量和压力）  / 56

3.2.3 流量控制或监测条件下的气体吸附  / 59

3.2.4 气体共吸附  / 62

3.2.5 校准方法和修正  / 63

3.2.6 其他关键方面  / 71

3.3 气体吸附量热法  / 73

3.3.1 可用设备  / 73

3.3.2 量热程序  / 77

3.4 吸附剂脱气  / 79

3.4.1 脱气目标  / 79

3.4.2 传统真空脱气  / 79

3.4.3 CRTA控制的真空脱气  / 81

3.4.4 载气脱气  / 82

3.5 实验数据的呈现  / 83

参考文献  / 84

第4章固/液界面的吸附：热力学和方法学

4.1 引言  / 87

4.2 纯液体中固体浸润的能量  / 88

4.2.1 热力学背景  / 88

4.2.2 纯液体中浸润式微量热法实验技术  / 96

4.2.3 纯液体浸润式微量热法的应用  / 101

4.3 液体溶液中的吸附  / 110

4.3.1 二元溶液吸附量的定量表达  / 111

4.3.2 溶液吸附中能量的定量表示  / 117

4.3.3 研究溶液吸附的基本实验方法  / 119

4.3.4 溶液吸附的应用  / 126

参考文献  / 130

第5章气/固界面上物理吸附等温线的经典阐述

5.1 引言  / 135

5.2 纯气体的吸附  / 135

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  / 135

5.2.2 Langmuir理论  / 139

5.2.3 多层吸附  / 141

5.2.4 Dubinin-Stoeckli理论：微孔填充  / 148

5.2.5 Ⅵ 型等温线：物理吸附层的相变  / 150

5.2.6 经验等温方程  / 153

5.3 混合气体的吸附  / 155

5.3.1 扩展的Langmuir模型  / 155

5.3.2 理想吸附溶液理论  / 157

5.4 结论  / 158

参考文献  / 158

第6章模拟多孔固体物理吸附

6.1 引言  / 162

6.2 多孔固体的微观描述  / 163

6.2.1 结晶材料  / 163

6.2.2 非结晶材料  / 164

6.3 分子间势能函数  / 165

6.3.1 吸附质/吸附剂相互作用的一般表达  / 165

6.3.2 “简单”吸附质/吸附剂体系的常用策略  / 167

6.3.3 更“复杂”的吸附质/吸附剂体系示例  / 168

6.4 表征计算工具  / 170

6.4.1 引言  / 170

6.4.2 可接触的比表面积  / 170

6.4.3 孔体积/PSD  / 173

6.5 模拟多孔固体物理吸附  / 174

6.5.1 GCMC模拟  / 174

6.5.2 量子化学计算  / 186

6.6 模拟多孔固体中扩散  / 190

6.6.1 基本原理  / 190

6.6.2 单组分扩散  / 192

6.6.3 混合气体扩散  / 195

6.7 结论与未来挑战  / 196

参考文献  / 197

第7章通过气体吸附测定表面积

7.1 引言  / 201

7.2 BET方法  / 202

7.2.1 简介  / 202

7.2.2 BET图  / 203

7.2.3 BET单层吸附量的有效性  / 205

7.2.4 无孔和介孔吸附剂的BET面积  / 207

7.2.5 微孔固体的BET吸附面积  / 211

7.2.6 BET面积的一些应用  / 213

7.3 等温线分析的经验方法  / 214

7.3.1 标准吸附等温线  / 214

7.3.2 t方法  / 215

7.3.3 as方法  / 216

7.3.4 对比图  / 218

7.4 分形方法  / 219

7.5 结论和建议  / 222

参考文献  / 223

第8章介孔的测定

8.1 引言  / 228

8.2 介孔体积、孔隙率和平均孔径  / 229

8.2.1 介孔体积  / 229

8.2.2 孔隙率  / 230

8.2.3 液压半径和平均孔径  / 230

8.3 毛细凝聚和Kelvin方程  / 231

8.3.1 Kelvin方程的推导  / 231

8.3.2 开尔文方程的应用  / 233

8.4 介孔尺寸分布的经典计算  / 235

8.4.1 基本原则  / 235

8.4.2 计算过程  / 236

8.4.3 多层吸附厚度  / 239

8.4.4 Kelvin方程的有效性  / 240

8.5 介孔尺寸分布的DFT计算  / 241

8.5.1 基本原则  / 241

8.5.2 77K下的氮气吸附  / 244

8.5.3 87K下氩气吸附  / 245

8.6 回滞环  / 246

8.7 结论和建议  / 252

参考文献  / 252

第9章微孔评估

9.1 引言  / 257

9.2 气体物理吸附等温线分析  / 259

9.2.1 经验法  / 259

9.2.2 Dubinin-Radushkevich-Stoeckli法  / 260

9.2.3 Horvath-Kawazoe（HK）法 / 262

9.2.4 密度泛函理论  / 263

9.2.5 壬烷预吸附法  / 264

9.2.6 吸附物和温度的选择  / 266

9.3 微量热法  / 267

9.3.1 浸没微量热法  / 267

9.3.2 气体吸附微量热法  / 269

9.4 结论和建议  / 269

参考文献  / 270

第10章活性炭吸附

10.1 引言  / 273

10.2 活性炭：制备、性质和应用  / 274

10.2.1 石墨  / 274

10.2.2 富勒烯和纳米管  / 276

10.2.3 炭黑  / 278

10.2.4 活性炭  / 280

10.2.5 超活性炭  / 283

10.2.6 碳分子筛  / 284

10.2.7 ACFs和碳布  / 285

10.2.8 整体材料  / 286

10.2.9 碳气凝胶和OMCs  / 287

10.3 无孔碳的气体物理吸附  / 288

10.3.1 氮气和二氧化碳在炭黑上的吸附  / 288

10.3.2 稀有气体吸附  / 292

10.3.3 有机蒸气吸附  / 295

10.4 多孔碳气体物理吸附  / 297

10.4.1 氩气、氮气和二氧化碳吸附  / 297

10.4.2 有机蒸气吸附  / 306

10.4.3 水蒸气吸附  / 311

10.4.4 氦气吸附  / 316

10.5 碳-液界面处的吸附  / 318

10.5.1 浸润式量热仪  / 318

10.5.2 溶液中的吸附  / 320

10.6 LPH和吸附剂变形  / 322

10.6.1 背景介绍  / 322

10.6.2 激活入口  / 322

10.6.3 低压滞后  / 323

10.6.4 扩张和收缩  / 324

10.7 活性炭表征：结论和建议  / 324

参考文献  / 325

第11章金属氧化物吸附

11.1 引言  / 335

11.2 二氧化硅  / 335

11.2.1 热解二氧化硅和结晶二氧化硅  / 335

11.2.2 沉淀二氧化硅  / 342

11.2.3 硅胶  / 344

11.3 氧化铝：结构、材质和物理吸附  / 352

11.3.1 活性氧化铝的介绍  / 352

11.3.2 原材料  / 353

11.3.3 水合氧化铝的热分解  / 356

11.3.4 活性氧化铝的合成  / 361

11.4 二氧化钛粉末和凝胶  / 364

11.4.1 二氧化钛颜料  / 364

11.4.2 金红石：表面化学和气体吸附  / 365

11.4.3 二氧化钛凝胶的孔隙率  / 370

11.5 氧化镁  / 372

11.5.1 非极性气体在无孔MgO上的物理吸附  / 372

11.5.2 多孔形式MgO的物理吸附  / 374

11.6 其他氧化物  / 377

11.6.1 氧化铬凝胶  / 377

11.6.2 氧化铁：FeOOH的热分解  / 379

11.6.3 微晶氧化锌  / 381

11.6.4 水合氧化锆凝胶  / 382

11.6.5 氧化铍  / 385

11.6.6 二氧化铀  / 386

11.7 金属氧化物吸附性质的应用  / 388

11.7.1 作为气体吸附剂、干燥剂的应用  / 388

11.7.2 作为气体传感器的应用  / 389

11.7.3 作为催化剂和催化剂载体的应用  / 389

11.7.4 颜料和填料应用  / 390

11.7.5 在电子产品中的应用  / 390

参考文献  / 390

第12章黏土、柱撑黏土、沸石和磷酸铝的吸附

12.1 引言  / 397

12.2 结构、形貌和层状硅酸盐吸附剂的性质  / 398

12.2.1 结构和层状硅酸盐的形貌  / 398

12.2.2 层状硅酸盐的气体物理吸附  / 402

12.3 柱撑黏土（PILC）：结构和属性  / 411

12.3.1 柱撑黏土的形成和属性  / 411

12.3.2 柱撑黏土对气体的物理吸附  / 412

12.4 沸石：合成、孔隙结构和分子筛性质  / 415

12.4.1 沸石的结构、合成和形貌  / 415

12.4.2 分子筛沸石吸附剂性质  / 419

12.5 磷酸盐分子筛：背景和吸附剂的性质  / 430

12.5.1 磷酸盐分子筛的背景  / 430

12.5.2 铝磷酸盐分子筛吸附剂的性质  / 432

12.6 黏土、沸石和磷酸盐基底的分子筛的应用  / 438

12.6.1 黏土的应用  / 438

12.6.2 沸石的应用  / 439

12.6.3 磷酸盐分子筛的应用  / 441

参考文献  / 441

第13章有序介孔材料的吸附

13.1 引言  / 448

13.2 有序介孔二氧化硅  / 449

13.2.1 M41S系列  / 449

13.2.2 SBA系列  / 459

13.2.3 大孔的有序介孔二氧化硅  / 463

13.3 表面功能化对吸附性质的影响  / 466

13.3.1 金属氧化物结合到壁中  / 466

13.3.2 金属纳米粒子封装到孔中  / 469

13.3.3 表面嫁接有机配体  / 470

13.4 有序的有机硅材料  / 472

13.5 复制材料  / 473

13.6 结束语  / 475

参考文献  / 475

第14章金属有机框架材料（MOFs）的吸附

14.1 引言  / 480

14.2 MOFs的BET比表面积评估及意义  / 482

14.2.1 BET比表面积的评估  / 482

14.2.2 BET比表面积的意义  / 485

14.3 改变有机配体性质的影响  / 486

14.3.1 改变配体长度  / 486

14.3.2 将配体功能化  / 490

14.4 改变金属中心的影响  / 491

14.5 改变其他表面位点性质的影响  / 497

14.6 非框架物质的影响  / 501

14.7 柔性MOF材料的特殊例子  / 503

14.7.1 MIL-53（Al，Cr）  / 505

14.7.2 MIL-53（Fe）  / 508

14.7.3 Co（BDP）  / 510

14.8 MOF材料的应用  / 512

14.8.1 气体存储  / 513

14.8.2 气体分离与纯化  / 513

14.8.3 催化  / 514

14.8.4 药物缓释  / 514

14.8.5 传感器  / 515

14.8.6 与其他吸附剂的比较  / 515

参考文献  / 515

索引  / 521

内容简介

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。