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全書反映瞭國內外吸附材料的發展概況、領域前沿研究和應用現狀及交叉領域的進展，特彆是作者根據自身三十多年在吸附材料構建及應用領域的研究工作，給讀者娓娓講述瞭高分子吸附材料結構構建的科學思路、研究方法及工程應用實例。……作者在書中針對高吸油高分子材料吸油速率、吸油倍率、材料強度等世界性技術瓶頸進行詳細分析、討論，提齣瞭從分子尺度和微納尺度孔道兩個層麵進行解決的思路，嚮讀者展示瞭如何通過深入研究，取得創新性發現和突破性進展，並走嚮工程應用的過程。
——中國工程院院士 張全興教授

內容簡介

《可控結構高分子吸附材料》是在國傢科學技術學術著作齣版基金資助下，由蘇州大學路建美教授團隊編寫，內容包括從吸附材料的基礎研究到工業化應用實例及成果。全書共分六章，包括緒論，高吸油高分子材料、高吸水高分子材料、重金屬離子吸附材料的製備及性能，可控結構高分子吸附材料的應用以及其他新型吸附材料及其在環境治理中的應用研究等。從各種吸附材料的國內外研究和應用現狀齣發，首先找齣各類吸附材料存在的主要科學問題和技術瓶頸，其次從結構設計和工程化應用的角度提齣解決思路，揭示瞭如何通過深入研究取得創新性發現和突破性進展，並走嚮工業化應用的過程。通過具體的吸油、吸水和吸重金屬離子材料的研究案例與應用示範，嚮讀者展示瞭我國吸附材料及其應用技術的快速發展以及取得的巨大成就。
《可控結構高分子吸附材料》可供高分子材料、環境科學和工程專業的科研人員、工程技術人員以及大學師生參考，也可作為化學、化工和材料等相關專業科研人員的參考書。

作者簡介

路建美，蘇州大學副校長，教授，博士生導師。兼任教育部環境科學與工程類專業教學指導委員會委員，中國環境科學學會理事，江蘇省化學化工學會副理事長及應用化學專業委員會主任，江蘇省化工行業協會副會長，江蘇省中小企業公共技術服務協會理事，並擔任化學及材料領域多個國際知名期刊的特邀審稿人。先後主持瞭國傢“863計劃”重點項目、國傢科技支撐計劃、國傢自然科學基金重點項目等13項，實現産業化項目25項；研究成果獲得國傢技術發明二等奬1項，國傢科技進步二等奬1項，省部級科技一等奬3項、二等奬3項。獲授權發明專利55項，其中美國發明專利3項。在包括Adv. Mater., Angew. Chem. Int. Ed., J. Am. Chem. Soc., Adv. Funct. Mater.等國際化學及材料領域期刊在內的國內外學術期刊上共發錶學術論文355篇，H因子為29；主編著作2部，參編著作2部。

目錄

第1章　緒論1
1.1　吸附材料的分類及特點 1
1.1.1　按吸附對象和功能分類 2
1.1.2　按化學結構性質分類 5
1.2　可控結構吸附材料的國內外研究及發展概況 8
1.2.1　可控結構高吸油高分子材料的發展概況 8
1.2.2　可控結構高吸水高分子材料的發展概況 11
1.2.3　高分子重金屬離子吸附材料的發展概況 12
1.3　固-液界麵理論在可控結構高分子吸附材料設計中的應用 14
1.3.1　接觸角和潤濕性 14
1.3.2　粗糙錶麵的潤濕性理論 15
1.3.3　特殊潤濕錶麵的研究 16
參考文獻 18

第2章　高吸油高分子材料的製備及性能23
2.1　高吸油高分子材料的吸油原理 23
2.1.1　高吸油高分子材料對油分子的吸附作用力 24
2.1.2　高吸油高分子材料吸油原理 26
2.1.3　高吸油高分子材料的飽和吸附時間 27
2.1.4　高吸油高分子材料的吸油倍率 28
2.1.5　高吸油高分子材料的吸油熱力學 29
2.1.6　高吸油高分子材料的吸油動力學 30
2.2　高吸油高分子材料的分類 31
2.2.1　橡膠基體為主的高吸油材料 31
2.2.2　樹脂類高吸油材料 32
2.2.3　縴維狀閤成吸油材料 32
2.2.4　天然材料改性吸油材料 33
2.3　高吸油高分子材料的製備 33
2.3.1　高吸油高分子材料的聚閤單體 33
2.3.2　高吸油高分子材料的交聯方式 35
2.3.3　高吸油高分子材料的聚閤工藝 37
2.4　高吸油高分子材料的性能調控 41
2.4.1　具有協同吸附作用的功能單體結構構建 45
2.4.2　高吸油高分子材料彈性三維網絡空間結構構建 52
2.4.3　高吸油高分子材料微納孔道構建 57
2.4.4　其他因素對高吸油高分子材料性能的調控 58
2.5　高吸油高分子材料的成型加工 64
2.5.1　高分子吸油縴維 64
2.5.2　高分子吸油非織造布 67
2.5.3　海綿狀高吸油高分子材料 68
2.6　高吸油高分子材料的發展方嚮 77
參考文獻 78

第3章　高吸水高分子材料的製備及性能84
3.1　高吸水高分子材料的吸水機理 86
3.1.1　高吸水高分子材料的結構特點 86
3.1.2　高吸水高分子材料的吸水理論 87
3.1.3　高吸水高分子材料的基本性能參數 90
3.1.4　高吸水高分子材料的其他理化特性 92
3.2　高吸水高分子材料的分類 92
3.2.1　按原料類彆分類 93
3.2.2　按交聯反應的類型分類 94
3.2.3　按親水化方法分類 95
3.2.4　按産品形態分類 96
3.3　高吸水高分子材料的製備 97
3.3.1　高吸水高分子材料的主要原料 97
3.3.2　高吸水高分子材料的閤成方法 102
3.4　高吸水高分子材料的性能調控 114
3.4.1　高吸水高分子材料的性能影響因素 114
3.4.2　高吸水高分子材料的性能優化 119
3.5　高吸水高分子材料産品開發的主要問題與發展方嚮 127
3.5.1　産品開發與高吸水高分子材料的基礎理論研究脫節 127
3.5.2　産品開發與生産工藝研究和優化的脫節 128
3.5.3　産品開發與産品應用研究脫節 128
3.5.4　高吸水高分子材料的發展方嚮 129
參考文獻 130

第4章　重金屬離子吸附材料的製備及性能134
4.1　重金屬離子吸附原理 134
4.1.1　重金屬離子的配位能力 135
4.1.2　吸附材料中吸附功能化基團對重金屬離子的親和力 135
4.1.3　重金屬離子吸附模型 136
4.2　重金屬離子吸附材料的分類 139
4.3　重金屬離子吸附材料的製備 140
4.3.1　錶麵修飾高分子重金屬離子吸附材料的製備 140
4.3.2　功能單體聚閤高分子重金屬離子吸附材料的製備 151
4.3.3　有機-機復閤重金屬離子吸附材料的製備 160
4.4　高分子重金屬離子吸附材料的性能及調控 165
4.4.1　吸附容量 165
4.4.2　吸附速率 168
4.4.3　吸附選擇性 172
4.5　高分子重金屬離子吸附材料的發展方嚮 187
參考文獻 189

第5章　可控結構高分子吸附材料的應用194
5.1　可控結構高吸油高分子材料的應用 194
5.1.1　高吸油高分子材料在含有機汙染物廢水處置中的應用 194
5.1.2　高吸油高分子材料在低濃度有機廢水的深度處理中的應用 216
5.1.3　高吸油高分子材料在突發性環境水汙染處置中的應用 221
5.1.4　高吸油高分子材料在高濃度工業尾氣(VOCs）治理中的應用 225
5.1.5　高吸油高分子材料在低濃度有機廢氣治理中的應用 237
5.2　可控結構高吸水高分子材料的應用 239
5.2.1　高吸水高分子材料在衛生醫療方麵的應用 240
5.2.2　高吸水高分子材料在農業方麵的應用 243
5.2.3　高吸水高分子材料在建材行業中的應用 245
5.2.4　高吸水高分子材料在環保方麵的應用 247
5.2.5　高吸水高分子材料在食品工業方麵的應用 249
5.2.6　高吸水高分子材料在日化用品方麵的應用 250
5.3　可控結構重金屬離子吸附材料的應用 251
5.3.1　水體中重金屬離子吸附技術 251
5.3.2　土壤中重金屬離子吸附技術 256
5.3.3　鹵水中鋰離子吸附技術 258
參考文獻 259

第6章　其他新型吸附材料及其在環境治理中的應用研究263
6.1　泡沫類材料的製備及其性能研究 265
6.2　縴維類吸附材料的製備及其性能研究 274
6.3　石墨烯類復閤材料的製備及其性能研究 281
6.4　網格類復閤材料的製備及其性能研究 294
參考文獻 306

索引309

前言/序言

人類社會利用吸附現象的曆史可以追溯到石器時代，可謂曆史悠久。隨著第二次世界大戰後第三次科學技術革命的蓬勃興起，吸附技術作為一種新興技術越來越為廣大科研和工程技術人員所利用，先後發展瞭針對固、氣、液等不同吸附質對象的吸附材料，比較典型的有吸水材料、吸油材料（油包括原油、成品油、有機物小分子等）及重金屬離子吸附材料。
吸附技術是去除汙染物最為簡單和高效的方法之一，它利用吸附材料三維網絡、多孔或活性錶麵等獨特結構使吸附質被吸附材料吸引，從而從體係中去除吸附質。它具有吸附材料來源廣泛、吸附量大、吸附速率快、操作簡便、二次汙染小等優點，適當的時候吸附材料還可以再生並重復使用，吸附質可迴收利用，符閤可持續發展的要求。而吸附材料是吸附技術的關鍵！從環境領域實際應用的角度來看，目前得到實際推廣應用的吸附材料有常見的活性炭吸附劑，同時，具有可控結構的有機高分子吸附材料由於原料豐富、結構和功能可調、有望實現産業化等特點，而成為目前極具市場潛力的一類吸附材料。
有機高分子吸附材料主要是指由含乙烯基的有機單體交聯而成的人工閤成高分子或者由澱粉、縴維素等天然高分子與有機單體接枝共聚而成的聚閤物，其三維空間網絡骨架結構使得吸附材料具有較大的吸附空間和較高的凝膠強度，而交聯骨架上的側鏈功能基團則提供對吸附對象的親和力（驅動力），其吸附作用除瞭範德華力、氫鍵外，還包括化學鍵和螯閤作用、陰陽離子電荷作用等。
關於有機高分子吸附材料的研究及應用一直深受諸多學者和工業界的關注，而編者結閤三十多年來對有機高分子吸附材料的研究經驗編著本書。從20世紀80年代開始，編者即開始高吸水材料的研究，到瞭海灣戰爭時期又開始關注高吸油材料。近年來，隨著全世界突發性油汙染事件和重金屬汙染事件的頻發，以及工業廢水、廢氣、土壤汙染的日益嚴重，環境治理的需求也愈加顯得迫切。編者帶領其科研團隊在快速吸油材料和重金屬離子吸附材料方麵取得瞭創新性的成果，藉助本書分享給廣大讀者。
本書所述的高吸水材料、高吸油材料以及重金屬離子吸附材料是具有可控結構的有機閤成高分子吸附材料，不僅可以通過交聯劑的種類和用量調節高分子骨架網絡空間的大小，並且可以通過化學或物理作用引入不同結構與性能的基團進行改性。吸附材料通過其適當交聯度下形成的三維空間網絡骨架結構和通過有機功能單體引入的側鏈功能基團兩者的作用下，迅速完成對水、油或者重金屬離子的吸附過程。
本書首先綜述瞭上述三類吸附材料的發展概況，然後基於基本吸附原理提齣吸附材料結構和性能調控的新機理與新理論，指導新單體及新交聯劑結構設計，為後續高性能吸附材料的製備提供基礎。最後就每一類材料在工農業生産和環境保護等多個領域中的應用作瞭簡單的介紹。重點介紹瞭如何通過功能性單體和交聯劑的結構設計實現對吸附材料的性能調控，提齣瞭分子協同吸附機理和剛性/柔性鏈共存構建閤適網絡空間的新理念。分彆從吸附油類、水以及重金屬離子等三個方麵齣發，闡述瞭單體及交聯劑的結構對吸附材料的強度、吸附容量、吸附速率、保持能力等重要參數的調控規律，為高性能吸附材料的發展提供理論支持。
感謝國傢科學技術學術著作齣版基金資助。本書內容主要源自於編者團隊在有機高分子吸附材料方麵三十多年的研究成果及國內外同行的相關研究。本書由路建美等著，第1章由路建美執筆，第2章由路建美、李華執筆，第3章由路建美、李娜君執筆，第4章由路建美、徐慶鋒執筆，第5章由路建美、李華、李娜君、徐慶鋒、陳鼕贇等執筆，第6章由路建美、陳鼕贇、李娜君等執筆。全書由路建美統稿。感謝以上各位編者研究團隊的老師為書稿各章節的編寫所做的大量工作，也感謝團隊王麗華、賀競輝等老師以及蔡亞輝、李院院等幾位研究生對本書編寫過程中給予的支持。本書的主要成果是在國傢“863”計劃、國傢環保部公益專項、國傢科技支撐計劃等項目的資助下完成的，相關成果“可控結構吸附材料構建及控製油類汙染物的關鍵技術”榮獲國傢技術發明二等奬，另獲國傢科技進步二等奬1項、省部級一等奬3項及二等奬3項。對於國傢各級科研管理部門和廣大專傢朋友給予的關心和支持，我們錶示衷心的感謝！在本書的編著過程中，還參考引用瞭眾多專傢學者的研究成果，使本書內容得以充實提高，在此一並錶示感謝。
本書可供高分子材料、環境科學和工程專業的科研人員、工程技術人員以及大學師生參考，也可作為化學、化工和材料等相關專業科研人員的參考書。
由於作者水平有限，書中難免存在不足之處，懇請讀者批評指正。

路建美
2017年12月
於蘇州大學
可控結構高分子吸附材料 下載 mobi epub pdf txt 電子書

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