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第1章 多孔材料的吸附性能和表征 1

1.1吸附 1

1.1.1吸附概念 1

1.1.2物理吸附和化学吸附 1

1.1.3吸附等温线及其分类 3

1.2孔结构表征方法 6

1.2.1气体吸附法 7

1.2.2压汞法测孔结构 12

1.2.3小角X衍射测孔结构 19

1.2.4透射电镜观察 21

1.2.5扫描电镜观察 24

1.3经典吸附理论 24

1.3.1 Langmuir单分子层吸附理论 25

1.3.2 BET多分子层吸附模型 26

1.3.3 BET方程对Ⅱ型和Ⅲ型等温线的解释 31

1.4毛细凝聚理论与Kelvin方程 33

1.4.1 Kelvin方程 33

1.4.2 BJH法确定中孔孔径分布 38

1.4.3 Kelvin方程对Ⅳ型和V型等温线的解释 39

1.4.4吸附滞后现象 40

1.5微孔孔结构解析及理论 44

1.5.1 Polanyi吸附势理论简介 44

1.5.2微孔填充理论和DR方程 45

1.5.3 JC模型 47

1.5.4 HK方程 48

1.5.5密度泛函理论 55

1.6影响孔径分布的物理现象 69

1.6.1张力强度效应 69

1.6.2沸石中的液相-晶相转变 74

1.6.3微孔-中孔材料的单层吸附 76

1.7吸附等温线分析 77

1.7.1 t-plot法 77

1.7.2 MP方法 81

1.7.3 α-曲线方法 82

参考文献 84

第2章 多孔炭 85

2.1活性炭的发展与分类 85

2.2活性炭的结构与特点 86

2.3活性炭的制备 87

2.3.1炭化 87

2.3.2活化 88

2.4活性炭纤维 90

2.4.1原料 90

2.4.2制备方法 91

2.4.3结构与性能 92

2.4.4孔结构调节 93

2.5炭气凝胶 94

2.5.1制备方法 94

2.5.2结构与性能 97

2.5.3结构控制 98

2.6泡沫炭 99

2.6.1制备方法 99

2.6.2结构与性能 101

2.6.3泡沫炭的改性 103

2.7中孔炭的制备 104

2.7.1催化活化 104

2.7.2聚合物共混炭化法 105

2.7.3模板法 105

2.8多孔炭吸附机理及性能表征 110

2.8.1吸附机理 110

2.8.2性能表征 111

2.9高比表面积活性炭的应用前景 112

参考文献 113

第3章 有序介孔材料 118

3.1介孔材料分类、结构特点及表征技术 118

3.1.1分类 118

3.1.2结构特点 119

3.1.3表征 119

3.2硅基介孔材料的合成 120

3.2.1表面活性剂和无机物种间的作用方式 121

3.2.2溶胶-凝胶法 122

3.2.3溶剂热法 124

3.3不同体系介孔材料的制备 125

3.3.1二氧化钛介孔材料 125

3.3.2过渡金属氧化物介孔材料 128

3.3.3金属介孔材料 128

3.3.4有序介孔碳的合成 130

3.4介孔材料合成机理 133

3.4.1表面活性剂 133

3.4.2胶束结构 135

3.4.3表面活性剂聚集行为调控方法 141

3.4.4液晶模板机理 142

3.4.5协同作用机理 144

3.4.6真液晶模板机理 144

3.4.7广义液晶模板机理 145

3.4.8棒状自组配机理 146

3.4.9电荷密度匹配机理 146

3.4.10层状折皱机理 147

3.5影响介孔材料结构的因素 147

3.5.1孔径调节 147

3.5.2产物形貌控制 150

3.6介孔材料的改性 150

3.6.1杂原子取代 151

3.6.2负载金属催化剂 152

3.6.3有机-无机嫁接 153

3.7介孔材料的应用 155

3.7.1催化领域的应用 155

3.7.2吸附和分离领域的应用 155

3.7.3纳米反应器 155

3.8阳极氧化铝模板法 156

3.9纳米碳管的制备 159

3.9.1电弧法 160

3.9.2激光蒸发法 161

3.9.3催化热解法 162

参考文献 164

第4章 空心结构 174

4.1空心微球的制备 174

4.1.1硬模板法 174

4.1.2软模板法 178

4.1.3牺牲模板法 180

4.1.4自由模板法 186

4.2非球形中空结构的合成 188

4.2.1硬模板法 189

4.2.2软模板法 190

4.2.3牺牲模板法 191

4.2.4自由模板法 192

4.3中空结构的应用 192

4.3.1锂电池 192

4.3.2催化剂载体 193

4.3.3传感器 195

4.3.4生物医学 195

4.3.5微反应器 196

4.4有序大孔材料的合成 197

4.4.1胶质晶体模板法 197

4.4.2硬模板法 198

4.4.3电镀沉积法 199

参考文献 201

第5章 无机分离膜 207

5.1膜分离技术 207

5.1.1膜分离技术的发展概况 207

5.1.2无机分离膜的特点 208

5.1.3无机膜的分类及结构 209

5.1.4多孔膜的透过分离机理 212

5.2无机分离膜种类 214

5.2.1陶瓷膜 214

5.2.2微孔玻璃膜 215

5.2.3微孔炭膜 215

5.2.4金属膜 215

5.3无机膜的制备及成型 216

5.3.1制备方法 216

5.3.2成型方法 217

5.4多孔陶瓷造孔方法 219

5.4.1有机泡沫浸渍法 219

5.4.2发泡法 220

5.4.3添加造孔剂法 221

5.4.4固态粒子烧结法 224

5.4.5等静压法 225

5.4.6溶胶-凝胶法 225

5.4.7机械搅拌法 227

5.4.8离子交换法 227

5.4.9自蔓延高温合成工艺 227

5.5炭膜 228

5.5.1炭膜的制备及孔径调节 229

5.5.2炭膜的应用 233

5.6无机膜性能表征 233

5.6.1电镜观察法 235

5.6.2蒸汽渗透法 235

5.6.3气体泡压法 238

5.6.4悬液过滤法 245

5.6.5孔隙率测试 246

5.6.6渗透性能 249

5.6.7膜的化学稳定性的测定 250

5.6.8膜的机械性能测定 251

5.6.9膜的表面材料性质表征 251

5.7无机膜分离系统 252

5.7.1无机膜组件 252

5.7.2无机膜分离系统及工艺流程 254

5.8无机分离膜的应用 256

5.8.1液体分离 256

5.8.2气体分离 257

5.8.3膜催化反应技术 257

参考文献 258