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第一章 活性炭制备和基础性质1

第一节 活性炭制备2

一、原材料2

二、活性炭的形状与改形7

三、炭化8

四、活化10

五、活性炭制备的孔修饰和功能化20

第二节 代表性的活性炭制品22

一、药用活性炭22

二、防毒活性炭和浸渍活性炭23

三、炭分子筛27

四、球形活性炭30

五、脱硫炭37

六、含炭泡沫塑料和泡沫炭37

七、含炭无纺织物38

八、新型半导体材料MOCVD净化浸渍炭38

九、中孔炭39

十、超级活性炭40

十一、蜂窝状活性炭40

参考文献42

第二章 活性炭表面结构、化学性质和表面改性45

第一节 活性炭的分子组成、结晶体和多孔结构45

第二节 活性炭中的非碳素附加物47

一、矿物附加物——灰分47

二、与碳化学键合的异质元素48

第三节 活性炭表面化学性质48

第四节 活性炭表面化学性质对吸附性能的影响49

一、气相中极性吸附质的吸附49

二、从二元溶液吸附非电解质50

三、电解质吸附和活性炭的电极性质50

第五节 炭表面改性51

一、炭由氧化改性52

二、表面浸渍改性52

三、炭的卤化改性54

四、由硫表面化合物改性54

五、由氮表面化合物改性55

参考文献56

第三章 吸附理论57

第一节 吸附相平衡57

一、吸附原理、吸附作用力57

二、吸附平衡、吸附热力学59

三、气体吸附等温方程61

四、吸附位势理论66

五、复杂组分的吸附平衡85

第二节 吸附动力学94

一、床层外部流出浓度变化——透过曲线94

二、应用吸附动力学方程95

三、用理论塔板数和改进Said方程来表征吸附透过行为102

四、用Thomas模型和Yoon模型表征106

五、高衰减比下有机蒸气透过行为110

参考文献114

第四章 固体颗粒相中的扩散系数117

第一节 吸附剂颗粒中的有效扩散系数117

第二节 晶粒微孔扩散120

第三节 颗粒的大孔扩散124

一、线性平衡124

二、非线性平衡125

第四节 大孔扩散的实验测定127

一、微分填充床法127

二、搅拌槽法129

参考文献129

第五章 气体吸附系统固定床模拟和设计131

第一节 固定床吸附理论131

一、固定床吸附分离132

二、吸附柱的解吸132

三、进料方法134

四、恒温或绝热吸附柱134

五、单组分和复杂组分吸附134

第二节 连续性方程和平衡级段模型135

一、色谱柱的速度理论135

二、连续性方程137

三、简化和应用实例——床层内瞬时浓度分布、有效传质系数及透过曲线预示138

第三节 传质区模型、吸附等温线对透过曲线的影响143

一、传质区模型143

二、吸附等温线和其他参数对透过曲线的影响145

第四节 传质区和透过点的求取148

一、由透过曲线求取148

二、由D-R方程和有效传质系数求取和实验验证151

第五节 吸附器设计的主要参数155

一、气-固两相界面的传质155

二、传质速率表达式155

三、传质系数156

第六节 扰动应答法测定吸附参数159

第七节 固定床吸附工程计算163

第八节 动态应答技术和滤毒罐气体流动模型165

一、实验测定及数据处理方法165

二、试验结果与讨论168

第九节 气流速度及床层压力降的确定171

一、Kozeny方程171

二、Ergun半经验公式172

三、Mинскии半经验公式172

参考文献173

第六章 分子模拟175

第一节 物理测试技术和大型精密仪器176

第二节 配分函数和Boltzmann分布176

一、Boltzmann分布和配分函数177

二、微观状态数178

三、Maxwell-Boltzmann统计179

四、熵的微观180

第三节 系综和Liouville定理181

一、微正则系综182

二、正则系综182

三、Maxwell速度分布184

四、Liouville定理185

五、正则系综的应用186

六、巨正则系综188

第四节 Monte-Carlo模拟192

一、确定性问题求解193

二、定积分计算194

三、Metropolis抽样基本原理197

第五节 分子动力学模拟198

一、Hamilton运动方程199

二、Hamilton运动方程推导200

三、Lennard-Jones位势模型201

第六节 活性炭吸附的分子模拟203

参考文献206

第七章 活性炭应用208

第一节 作为气相吸附（吸着）剂的应用208

一、对沙林等有害气体的吸附208

二、对氯化氰（氢氰酸）等有害气体的吸着210

三、专用浸渍活性炭211

四、有价值组分的回收和工业排出气的净化212

五、天然气存储、气体混合物的分离215

第二节 作为液相吸附剂的应用215

一、食品工业215

二、水和废水处理216

三、制药工业218

四、医学（药）218

五、快速有效利用活性炭处理泄漏事故219

第三节 作为电极材料应用220

一、用作超级电容器电极材料220

二、用作电容法脱盐装置电极材料220

三、用作液流电池的电极材料221

四、用作燃料电池电催化剂载体221

五、用作锂离子电池负极材料221

第四节 其他方面应用222

一、作为催化剂的应用222

二、作为离子交换剂应用222

三、作为吸波隐身材料应用223

参考文献223

第八章 活性炭性能的研究方法225

第一节 气体和蒸气吸附的测量方法225

一、静态法——吸附等温线的测定225

二、动态法——动态吸附容量228

第二节 吸附热的测取230

一、按BET方程常数Kb粗略计算231

二、从一组吸附等温线求取吸附热231

三、从等吸附量曲线求取等吸附量热232

四、从表面扩散系数测取吸附热232

五、色谱法测定吸附热233

第三节 孔隙容积测定234

一、真密度和颗粒密度234

二、总孔隙度和大孔容积234

三、压汞法——孔和孔体积按孔大小分布235

第四节 衍射和显微技术239

一、X射线衍射239

二、电子显微技术和透射电镜技术239

第五节 多孔材料的孔结构测试的分形分析240

一、分形分析240

二、核磁共振测孔技术240

参考文献240

第九章 活性炭纤维制备及其应用241

第一节 概述241

一、发展历程241

二、性能特点242

三、结构特征243

四、分类243

第二节 活性炭纤维的制备244

一、ACF制备工艺基本流程244

二、黏胶基ACF的制备248

三、酚醛基ACF的制备249

四、聚丙烯腈基ACF的制备250

五、沥青基ACF的制备250

第三节 活性炭纤维的改性252

一、特殊涂层增强抗磨性能252

二、氟化处理增加表面疏水性252

三、表面改性实例252

第四节 活性炭纤维的应用254

一、空气净化254

二、有机溶剂回收256

三、饮用水净化257

四、废水处理257

五、贵金属回收258

六、作为催化剂及催化剂载体258

七、防护材料259

八、医学应用259

九、电极材料260

参考文献260