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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