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編輯推薦

多孔炭材料不僅包括瞭活性炭材料，還包括炭分子篩、大孔炭以及介孔炭。隨著科技的進步，特彆是對炭材料研究的深入，多孔炭材料越來越受到關注，其應用也越來越廣，可經調研，市場上暫時還沒有一本全麵、係統地介紹多孔炭材料的可讀性著作，考慮目前市場及讀者的需求，特聘請多孔炭材料領域的知名專傢來編著此書，以滿足廣大讀者的迫切需求。

內容簡介

本書主要闡述瞭多孔炭材料的性能、改性方法、製備及其應用，全書共分為十二章。結閤編著者多年在此領域的研究經驗、技術積纍以及國內外的新進展，就活性炭，介孔炭，炭分子篩，球形活性炭，核殼結構納米炭，三維有序大孔炭,以及活性炭縴維的製備、性能、微觀結構調控、吸附理論以及其在能源、環境等領域的應用進行瞭較詳細的論述，同時對活性炭縴維與高級氧化技術協同作用和炭基吸附材料的應用前景進行瞭論述。
本書內容全麵，圖文並茂，深入淺齣。希望能激發齣讀者的研究熱情，為從事炭材料研究的人員提供研究思路和技術方法。
本書適用於對吸附材料有著廣泛興趣的讀者，以及從事炭材料研究的科研工作者，本書也可作為大專院校炭材料專業的教學參考書。

作者簡介

鄭經堂
男，中國石油大學（華東）教授，博士生導師，山西省“五一”勞動奬章獲得者，山西省優秀博士論文指導教師，享受國務院特殊津貼專傢。
1984年起在中科院山西煤化所工作，1990~1993年在美國Texas A&M; 大學和West Virginia大學進修（約4年），1998~2003年期間分彆在英國巴斯（Bath）大學和英國牛津（Oxford）等大學做訪問教授（約2年），2003年至今在中國石油大學（華東）任職。
主持從事多孔炭材料的研究工作，已完成包括國傢八五攻關項目、國傢自然科學基金、國傢“973”在內的各類基金和攻關項目26項；獲包括山東省自然科學一等奬在內的省部級奬勵7項；發錶論文230餘篇；以第1發明人獲得國傢授權發明專利31項；齣版專著2部；獨立培養碩博士研究生42人；獲山西省金牛奬個人特等奬；以金鑰匙工程實現科技成果産業化5項。

內頁插圖

目錄

第1章緒論1
參考文獻6
第2章活性炭的微觀結構及其錶麵改性方法7
2.1活性炭的微晶結構7
2.1.1螺層形晶體結構7
2.1.2芳族三元結構11
2.1.3中間結構12
2.1.4活性炭晶體結構帶來的啓迪13
2.2活性炭的孔隙結構13
2.2.1大孔15
2.2.2過渡孔15
2.2.3微孔16
2.2.4不同孔隙類型的孔隙結構參數的測定17
2.2.5不同類型的孔隙在吸附過程中的作用35
2.2.6活性炭實際孔隙結構的特徵39
2.2.7活性炭孔隙容積分布的一般特徵45
2.2.8孔隙結構與吸附滯後圈的關係48
2.3活性炭錶麵的化學結構及其性能52
2.3.1活性炭的錶麵化學本能52
2.3.2錶麵氧化物對炭吸附劑的吸附性質的影響56
2.3.3活性炭本身的催化作用59
2.3.4活性炭作為催化劑載體的應用61
2.3.5活性炭浸漬氯化汞製成的催化劑用於聚氯乙烯的閤成62
2.3.6在活性炭上浸漬銅、鉻、銀製備成軍用防毒催化劑64
2.3.7在活性炭上負載催化劑71
2.3.8在精細化工和製藥行業應用74
參考文獻77
第3章活性炭吸附理論80
3.1物理吸附和化學吸附80
3.2吸附相(錶麵相)的性質81
3.3物理吸附中吸附劑的非均勻性83
3.4吸附平衡84
3.5毛細凝聚、過渡孔結構和微孔容積充填85
3.6吸附等溫綫方程89
3.7氣固相單組分在均勻錶麵上的吸附90
3.8杜比寜吸附理論及其發展99
3.8.1吸附力的本性100
3.8.2波蘭尼吸附勢理論102
3.8.3活性炭�艙羝�體係的特性麯綫105
3.8.4杜比寜�怖�杜施凱維奇吸附等溫綫方程107
3.8.5關於在不同溫度範圍內摩爾體積的修正問題109
3.8.6吸附熱力學方程式110
3.8.7關於微孔容積充填理論113
3.8.8活性炭微孔結構的非均相特徵113
3.8.9描述炭吸附劑不均勻微孔係統的特性麯綫方程114
3.8.10普遍化的吸附特性麯綫方程118
3.8.11二元蒸氣混閤物的吸附121
3.8.12活性炭微孔的形狀與特徵尺寸122
3.8.13活性炭微孔幾何錶麵積的計算方法124
3.8.14活性炭結構特性參數的校正124
3.8.15各國學者對微孔容積充填理論的研究、應用和發展125
3.8.16結束語128
參考文獻129
第4章粒狀活性炭製備工藝132
4.1煤的基本性質132
4.2原煤的組分及特性對活性炭生産及性能的影響135
4.3各種原料特性對活性炭孔隙分布的影響138
4.4製備工藝151
4.4.1原煤的破碎151
4.4.2混捏162
4.4.3炭化171
4.4.4活化184
第5章介孔炭材料2035.1介孔炭材料的主要結構特性203
5.2介孔炭材料製備方法204
5.2.1催化法204
5.2.2界麵活化炭化法205
5.2.3混閤聚閤物炭化法 205
5.2.4有機凝膠炭化法 206
5.2.5模闆炭化法207
5.3介孔炭材料的改性211
5.3.1直接閤成法211
5.3.2後修飾法212
5.4介孔炭材料的應用212
5.4.1環境領域212
5.4.2催化領域212
5.4.3生物領域214
5.4.4電化學領域214
5.4.5閤成新材料214
參考文獻214
第6章炭分子篩218
6.1炭分子篩的物理化學結構219
6.1.1炭分子篩的物理結構219
6.1.2炭分子篩的化學結構222
6.2炭分子篩的篩分機理223
6.3炭分子篩的製備226
6.3.1炭分子篩的製備原料226
6.3.2炭分子篩的製備方法及其工藝227
6.4炭分子篩的改性方法231
6.4.1孔徑調控231
6.4.2錶麵官能基團改性232
6.5炭分子篩微結構研究方法232
6.5.1吸附法研究孔結構233
6.5.2電子顯微技術234
6.5.3X射綫衍射(XRD)234
6.5.4小角散射技術234
6.5.5紅外技術235
6.5.6X射綫光電子能譜235
6.5.7拉曼光譜235
6.6炭分子篩的應用235
6.6.1變壓吸附和變溫吸附技術235
6.6.2變電吸附技術237
6.6.3氣體儲存與除雜237
6.6.4催化237
參考文獻238
第7章球形活性炭243
7.1概述243
7.2原料組成及特性244
7.2.1瀝青基球形活性炭244
7.2.2煤基球形活性炭246
7.2.3樹脂基球形活性炭247
7.2.4其他原料254
7.3製備工藝及活化方法255
7.3.1各嚮同性瀝青球形活性炭的製備工藝255
7.3.2中間相瀝青基微球活性炭的製備工藝256
7.3.3樹脂基球形活性炭製備工藝259
7.4主要影響因素及控製方法265
7.4.1熱縮聚法活化工藝參數對中間相炭微球收率和性能的影響265
7.4.2球形活性炭活化工藝對活性炭微球孔結構的影響268
7.4.3球形活性炭活化工藝對活性炭錶麵形態結構及錶麵官能基團的影響272
7.5功能化改性及應用278
7.5.1吸附領域278
7.5.2儲能領域282
7.5.3醫療領域287
7.5.4其他領域288
參考文獻289
第8章碳基核殼結構納米材料292
8.1緒論292
8.2無定形碳基核殼結構納米材料293
8.2.1無定形碳包覆金屬核殼材料的製備293
8.2.2無定形碳包覆金屬核殼材料的應用308
8.3結晶性碳基核殼結構納米材料315
8.3.1富勒烯基核殼結構納米材料315
8.3.2CNTs基核殼結構納米材料321
8.3.3石墨烯基核殼結構納米材料329
參考文獻361
第9章三維有序大孔炭374
9.1結構特性及錶徵方法375
9.1.1膠晶模闆的形貌結構375
9.1.23DOM C的形貌結構376
9.1.3錶徵方法381
9.2製備方法及工藝385
9.2.1膠體微球的閤成386
9.2.2模闆結構對性能的影響401
9.3分級孔道(介孔)結構的三維有序大孔炭404
9.3.1以多級孔道反蛋白石為模闆的二次模闆法404
9.3.2雙模闆法407
9.3.3原位自組裝一步閤成法408
9.4主要影響因素及優化412
9.4.1蛋白石模闆種類的影響412
9.4.2碳源種類的影響416
9.4.3其他影響因素419
9.5功能化改性方法421
9.5.1錶麵氧化421
9.5.2接枝422
9.5.3納米顆粒的負載422
9.5.4錶麵塗覆聚閤物425
9.6三維有序大孔炭材料的應用426
9.6.1吸附分離426
9.6.2在光催化中的應用427
9.6.3在鋰離子電池中的應用431
9.6.4在超級電容器中的應用435
9.6.5在直接甲醇燃料電池中的應用438
9.6.6在太陽能電池中的應用440
9.6.7在電化學傳感器中的應用443
9.7展望446
參考文獻447
第10章活性炭縴維452
10.1概述452
10.2ACF種類及製備工藝流程454
10.2.1黏膠基ACF455
10.2.2酚醛基ACF455
10.2.3PAN基ACF456
10.2.4瀝青基ACF457
10.2.5芳綸基ACF457
10.2.6竹基炭縴維458
10.2.7其他基ACF459
10.2.8中孔ACF460
10.3ACF製備主要工藝環節461
10.3.1預處理461
10.3.2炭化463
10.3.3活化465
10.3.4 ACF連續化生産裝置472
10.4ACF結構錶徵475
10.4.1晶體結構475
10.4.2元素組成477
10.4.3錶麵化學結構478
10.4.4孔隙結構481
10.4.5錶麵形態結構489
10.5ACF性能490
10.5.1吸附性能490
10.5.2電性能和耐熱性493
10.5.3氧化還原性能493
10.5.4催化特性494
10.6ACF改性494
10.6.1二次活化法494
10.6.2熱處理法496
10.6.3氣相沉積法497
10.6.4氧化改性498
10.6.5改變親疏水性501
10.6.6改變極性502
10.6.7錶麵負載法502
10.6.8等離子體處理法503
10.6.9微波輻照法504
10.7應用504
10.7.1水淨化504
10.7.2溶劑迴收510
10.7.3空氣淨化517
10.7.4在食品行業的應用520
10.7.5電容器和電池電極材料521
10.7.6製備SiC材料522
10.7.7在醫藥衛生方麵的應用523
10.7.8活性載體524
參考文獻525
第11章活性炭縴維與高級氧化技術聯閤應用531
11.1炭基光催化材料的製備及其應用532
11.1.1炭基光催化材料的作用原理532
11.1.2炭基光催化材料的製備方法533
11.1.3ACF基光催化材料的應用534
11.1.4其他炭基光催化材料的應用555
11.2與等離子體技術的組閤及工業化應用558
11.3與臭氧化技術的聯閤應用570
11.4與Fenton反應的聯閤應用573
11.5與電化學氧化技術的聯閤應用576
11.6與其他材料與技術的聯閤應用580
參考文獻584
第12章炭基吸附材料的應用前景595
12.1儲能材料595
12.2電化學材料596
12.3傳感器601
12.4材料閤成與催化603
參考文獻604

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