吸附剂原理与应用PDF电子书下载

1．概论 1

1.1 平衡分离和动力学分离 2

1.2 商业吸附剂和应用 3

1.3 新的吸附剂和未来的应用 5

参考文献 6

2．吸附剂设计基本要素 8

2.1　吸附势能 8

2.2 吸附热 10

2.3 吸附质性质对吸附的影响：极化率（a）、偶极矩（μ）、四极矩（Q） 10

2.4 吸附剂设计需要考虑的基本因素 12

2.4.1　极化率（a）、电荷（q）、范德华半径（r） 12

2.4.2　孔隙大小和几何形状 14

符号 15

参考文献 16

3．吸附剂选择：平衡等温线、扩散、循环过程和吸附剂选择标准 17

3.1 平衡等温线和扩散 18

3.1.1 单一和混合气体的Langmuir吸附等温线 18

3.1.2　单一气体和混合气体的吸附等温线势能理论 19

3.1.3 多元组分的理想吸附溶液理论及与Langmuir理论和势能理论的相似处 21

3.1.4　微孔扩散：浓度依赖性和混合扩散系数预测 22

3.2 变温吸附和变压吸附 26

3.2.1　变温吸附 26

3.2.2　变压吸附 29

3.3　吸附剂选择的基本原则 36

符号 43

参考文献 45

4．孔径分布 51

4.1 Kelvin方程 51

4.2　Horváth-Kawazoe法 52

4.2.1 狭缝形孔的原始HK模型 53

4.2.2　狭缝形孔的修正HK模型 56

4.2.3　圆柱形孔的修正模型 63

4.3　积分方程法 68

参考文献 70

5．活性炭 73

5.1 活性炭的形成和生产 73

5.2　孔结构和活性炭标准检测方法 76

5.3 一般吸附特征 77

5.4　表面化学性质及其对吸附的影响 79

5.5 溶液吸附及表面官能团的影响 84

5.5.1　稀溶液吸附（特别是酚类） 86

5.5.2　表面官能团对吸附的影响 91

5.6　活性炭纤维 95

5.7　碳分子筛 101

5.7.1　炭沉积步骤 104

5.7.2　动力学分离过程：吸附等温线和扩散 105

5.7.3　碳分子筛膜 108

参考文献 112

6．硅胶、MCM和活性氧化铝 123

6.1　硅胶：制备和一般性质 123

6.2　二氧化硅的表面化学性质：硅醇羟基 126

6.3　硅醇羟基数（OH/nm 2） 127

6.4 MCM-41 130

6.5　二氧化硅化学改性和分子印迹 132

6.6　活性氧化铝 138

6.7 可作为特殊吸附剂的活性氧化铝 140

参考文献 144

7．沸石和分子筛 148

7.1 A、X和Y型沸石 149

7.1.1　A型沸石的结构和阳离子位置 149

7.1.2　X和Y型沸石的结构和阳离子位置 151

7.1.3　分子筛举例 151

7.2　沸石和分子筛：合成和分子筛特性 154

7.2.1　A、X和Y型沸石的合成 155

7.2.2　合成沸石和分子筛中的有机添加剂 156

7.3 独特的吸附性质：阴离子氧和孤立的阳离子 162

7.4 吸附质分子与阳离子的相互作用：阳离子位置、电荷及离子半径的作用 164

7.4.1　阳离子位置 164

7.4.2　阳离子位置对吸附的影响 169

7.4.3　阳离子电荷和离子半径的影响 172

参考文献 175

8．π络合吸附剂及其应用 180

8.1 三类吸附剂的制备 181

8.1.1　负载单层盐 182

8.1.2　离子交换沸石 185

8.1.3　离子交换树脂 188

8.2　分子轨道理论计算 190

8.2.1　分子轨道理论——电子结构方法 190

8.2.2 半经验法 190

8.2.3　密度函数理论方法 191

8.2.4　逐步计算方法 191

8.2.5　基组 192

8.2.6　有效核势能 193

8.2.7　化学模型和分子系统 193

8.2.8 自然键轨道 194

8.2.9　吸附键能计算 194

8.3　π络合键的本质 195

8.3.1 分子轨道理论对π络合键的解释 195

8.3.2　不同阳离子的π络合键 198

8.3.3　不同阴离子和载体的影响 199

8.4　π络合大容量分离 201

8.4.1　π络合吸附剂的失活 202

8.4.2　COπ络合分离 203

8.4.3　烯烃／烷烃分离 204

8.4.4　芳香族化合物／脂肪族化合物分离 206

8.4.5　模拟移动床应用的可能的吸附剂 207

8.5　π络合纯化 208

8.5.1　从烯烃中除去二烯烃 209

8.5.2　从脂肪族化合物中除去芳香族化合物 211

参考文献 212

9．碳纳米管、柱撑黏土和聚合树脂 218

9.1　碳纳米管 218

9.1.1　催化分解 219

9.1.2　电弧法和激光蒸发法 226

9.1.3　碳纳米管的吸附性能 228

9.2　柱撑黏土 236

9.2.1　PILC的合成 237

9.2.2　微孔大小的分布 239

9.2.3　阳离子交换容量 242

9.2.4　吸附性能 243

9.2.5　作为载体的PILC和酸处理黏土 245

9.3 聚合树脂 247

9.3.1　孔结构、表面特性和应用 249

9.3.2　树脂和活性炭的比较 251

9.3.3　吸附机理及气相应用 253

参考文献 255

10．吸附剂的应用 264

10.1 空气分离 264

10.1.1　5A和13X型沸石 265

10.1.2　Li-LSX型沸石 267

10.1.3　碱土金属离子负载X型沸石 272

10.1.4　含Ag的LSX沸石（AgLiLSX） 273

10.1.5　氧-选择性吸附剂 279

10.2　H2的精制 285

10.3　储氢 288

10.3.1　金属氢化物 288

10.3.2　碳纳米管 291

10.4　甲烷储存 302

10.5　烯烃／烷烃分离 306

10.5.1　吸附剂 307

10.5.2　PSA分离 309

10.5.3　其他吸附剂 313

10.6　氮气／甲烷分离 315

10.6.1　斜发沸石 316

10.6.2　ETS-4 321

10.6.3　PSA模拟：吸附剂的比较 323

10.7　运输用燃料的脱硫 324

10.7.1　燃料和硫组成 326

10.7.2　已研究或应用的吸附剂 328

10.7.3　π络合吸附剂 331

10.8 燃料中芳香烃的脱除 339

10.9 NOx的脱除 340

参考文献 350

主题索引 365