多孔材料制备与表征

序

前言

第1章 多孔材料的吸附性能和表征

1.1 吸附

1.1.1 吸附概念

1.1.2 物理吸附和化学吸附

1.1.3 吸附等温线及其分类

1.2 孔结构表征方法

1.2.1 气体吸附法

1.2.2 压汞法测孔结构

1.2.3 小角X衍射测孔结构

1.2.4 透射电镜观察

1.2.5 扫描电镜观察

1.3 经典吸附理论

1.3.1 I.angmuir单分子层吸附理论

1.3.2 BET多分子层吸附模型

1.3.3 BET方程对Ⅱ型和Ⅲ型等温线的解释

1.4 毛细凝聚理论与Kelvin方程

1.4.1 Kelvin方程

1.4.2 BJH法确定中孔孔径分布

1.4.3 Kelvin方程对Ⅳ型和V型等温线的解释

1.4.4 吸附滞后现象

1.5 微孔孔结构解析及理论

1.5.1 Polanyi吸附势理论简介

1.5.2 微孔填充理论和DR方程

1.5.3 JC模型

1.5.4 HK方程

1.5.5 密度泛函理论

1.6 影响孔径分布的物理现象

1.6.1 张力强度效应

1.6.2 沸石中的液相-晶相转变

1.6.3 微孔-中孔材料的单层吸附

1.7 吸附等温线分析

1.7.1 t-pIot法

1.7.2 MP方法

1.7.3 as-曲线方法

参考文献

第2章 多孔炭

2.1 活性炭的发展与分类

2.2 活性炭的结构与特点

2.3 活性炭的制备

2.3.1 炭化

2.3.2 活化

2.4 活性炭纤维

2.4.1 原料

2.4.2 制备方法

2.4.3 结构与性能

2.4.4 孔结构调节

2.5 炭气凝胶

2.5.1 制备方法

2.5.2 结构与性能

2.5.3 结构控制

2.6 泡沫炭

2.6.1 制备方法

2.6.2 结构与性能

2.6.3 泡沫炭的改性

2.7 中孔炭的制备

2.7.1 催化活化

2.7.2 聚合物共混炭化法

2.7.3 模板法

2.8 多孔炭吸附机理及性能表征

2.8.1 吸附机理

2.8.2 性能表哦征

2.9 高比表面积活性炭的应用前景

参考文献

第3章 有序介孔材料

3.1 介孔材料分类、结构特点及表征技术

3.1.1 分类

3.1.2 结构特点

3.1.3 表彳正

3.2 硅基介孔材料的合成

3.2.1 表面活性剂和无机物种间的作用方式

3.2.2 溶胶-凝胶法

3.2.3 溶剂热法

3.3 不同体系介孔材料的制备

3.3.1 二氧化钛介孔材料

3.3.2 过渡金属氧化物介孔材料

3.3.3 金属介孔材料

3.3.4 有序介孔碳的合成

3.4 介孔材料合成机理

3.4.1 表面活性剂

3.4.2 胶柬结构

3.4.3 表面活性剂聚集行为调控方法

3.4.4 液晶模板机理

3.4.5 协同作用机理

3.4.6 真液晶模板机理

3.4.7 广义液晶模板机理

3.4.8 棒状自组配机理

3.4.9 电荷密度匹配机理

3.4.10 层状折皱机理

3.5 影响介孔材料结构的因素

3.5.1 孔径调节

3.5.2 产物形貌控制

3.6 介孔材料的改性

3.6.1 杂原子取代

3.6.2 负载金属催化剂

3.6.3 有机-无机嫁接

3.7 介孔材料的应用

3.7.1 催化领域的应用

3.7.2 吸附和分离领域的应用

3.7.3 纳米反应器

3.8 阳极氧化铝模板法

3.9 纳米碳管的制备

3.9.1 电弧法

3.9.2 激光蒸发法

3.9.3 催化热解法

参考文献

第4章 空心结构

4.1 空心微球的制备

4.1.1 硬模板法

4.1.2 软模板法

4.1.3 牺牲模板法

4.1.4 自由模板法

4.2 非球形中空结构的合成

4.2.1 硬模板法

4.2.2 软模板法

4.2.3 牺牲模板法

4.2.4 自由模板法

4.3 中空结构的应用

4.3.1 锂电池

4.3.2 催化剂载体

4.3.3 传感器

4.3.4 生物医学

4.3.5 微反应器

4.4 有序大孔材料的合成

4.4.1 胶质晶体模板法

4.4.2 硬模板法

4.4.3 电镀沉积法

参考文献

第5章 无机分离膜

5.1 膜分离技术

5.1.1 膜分离技术的发展概况

5.1.2 无机分离膜的特点

5.1.3 无机膜的分类及结构

5.1.4 多孔膜的透过分离机理

5.2 无机分离膜种类

5.2.1 陶瓷膜

5.2.2 微孔玻璃膜

5.2.3 微孔炭膜

5.2.4 金属膜

5.3 无机膜的制备及成型

5.3.1 制备方法

5.3.2 成型方法

5.4 多孔陶瓷造孔方法

5.4.1 有机泡沫浸渍法

5.4.2 发泡法

5.4.3 添加造孔剂法

5.4.4 固态粒子烧结法

5.4.5 等静压法

5.4.6 溶胶-凝胶法

5.4.7 机械搅拌法

5.4.8 离子交换法

5.4.9 自蔓延高温合成工艺

5.5 炭膜

5.5.1 炭膜的制备及孔径调节

5.5.2 炭膜的应用

5.6 无机膜性能表征

5.6.1 电镜观察法

5.6.2 蒸汽渗透法

5.6.3 气体泡压法

5.6.4 悬液过滤法

5.6.5 孔隙率测试

5.6.6 渗透性能

5.6.7 膜的化学稳定性的测定

5.6.8 膜的机械性能测定

5.6.9 膜的表面材料性质表征

5.7 无机膜分离系统

5.7.1 无机膜组件

5.7.2 无机膜分离系统及工艺流程

5.8 无机分离膜的应用

5.8.1 液体分离

5.8.2 气体分离

5.8.3 膜催化反应技术

参考文献

多孔材料是材料科学的一个重要分支，对我们的科学研究、工业生产具有重要的意义。多孔材料是指具有大量的一定尺寸孔隙结构和较高比表面积的材料。多孔材料研究工作十分活跃。无论是制备方法的创新和改善，还是物理性能的研究和利用，都取得了长足进展。随着制备方法研究的深入和完善，多孔材料的应用范围将更加广泛，必将成为今后一种极具应用潜力的新材料。

全书共分5章，第1章对吸附理论、吸附等温线类型、孔结构表征、孔径分布解析方法及理论进行了详细介绍。第2章介绍了多孔炭材料制备，包括以微孔为主的活性炭和中孔炭材料。第3章主要介绍了软模板法制备有序介孔材料的方法和理论知识。第4章介绍了空心结构材料的制备方法和原理。第5章介绍无机膜材料的制备、表征方法和原理。