上篇 吸附现象及理论 2
第1章 吸附现象 2
1.1 吸附的定义 2
1.2 吸附的利用 3
1.3 吸附研究的发展 4
第2章 吸附理论 8
2.1 吸附作用力 8
2.1.1 范德华力 8
2.1.2 疏水作用力 10
2.1.3 静电作用力 11
2.1.4 氢键作用 13
2.1.5 电子供体-受体作用 14
2.1.6 π-π作用 15
2.2 吸附平衡 16
2.2.1 液相单组分吸附 16
2.2.2 液相双组分吸附 17
2.3 吸附等温线及其测定方法 17
2.3.1 单组分溶质吸附等温线的类型及测定方法 17
2.3.2 多组分溶质吸附等温线的类型及推算方法 20
2.3.3 吸附式及其吸附理论 23
2.4 吸附热力学 36
2.4.1 Gibbs吸附式 36
2.4.2 固体界面吸附过程标准热力学函数的计算 38
2.4.3 溶质分子结构与吸附标准自由能变化的关系 40
2.5 吸附动力学 42
2.5.1 吸附传质过程 42
2.5.2 颗粒内扩散方程 43
2.5.3 一级反应动力学模型 44
2.5.4 二级反应动力学模型 45
下篇 常用的吸附材料 49
第3章 活性炭 49
3.1 活性炭的种类 49
3.2 活性炭的性质 50
3.2.1 活性炭的物理性质 50
3.2.2 活性炭的化学性质 52
3.2.3 活性炭表面吸附机理 53
3.3 活性炭的制备 55
3.3.1 制备活性炭的原料 55
3.3.2 活性炭的制备 56
3.4 活性炭的改性 58
3.4.1 活性炭表面结构改性 58
3.4.2 活性炭表面化学性质改性 58
3.5 活性炭的再生 61
3.5.1 传统再生方法 61
3.5.2 新兴的活性炭再生技术 63
3.6 活性炭在水处理领域的应用 64
3.6.1 活性炭在饮用水处理中的应用 65
3.6.2 活性炭在污水处理中的应用 66
3.6.3 活性炭在饮用水终端净水中的应用 66
第4章 石墨烯 71
4.1 石墨烯和氧化石墨烯的结构与性能 71
4.1.1 石墨烯的结构与性能 71
4.1.2 氧化石墨烯的结构与性能 73
4.2 石墨烯的制备 74
4.2.1 剥离法 75
4.2.2 催化生长法 76
4.2.3 合成法 78
4.2.4 其他方法 79
4.3 石墨烯的功能化和自组装 79
4.3.1 功能化 79
4.3.2 自组装 80
4.4 石墨烯的应用 82
4.4.1 普通石墨烯 82
4.4.2 氧化石墨烯 83
4.4.3 功能化石墨烯 83
4.4.4 石墨烯复合材料 84
第5章 碳纳米管 88
5.1 碳纳米管的结构 88
5.1.1 单壁碳纳米管的结构 89
5.1.2 多壁碳纳米管的结构与性能 91
5.2 碳纳米管的吸附性能 92
5.2.1 孔结构 92
5.2.2 表面特性 93
5.3 碳纳米管的制备方法 93
5.4 碳纳米管的纯化方法 95
5.4.1 物理法 95
5.4.2 化学法 96
5.4.3 综合法 97
5.5 碳纳米管的修饰 98
5.5.1 共价键修饰改性 98
5.5.2 非共价键修饰改性 99
5.6 碳纳米管对有机物的吸附 101
5.6.1 对有机物的吸附效果 101
5.6.2 吸附机理 102
5.6.3 吸附过程的影响 102
5.7 碳纳米管对重金属的吸附 105
5.7.1 对有机物的吸附效果 105
5.7.2 吸附机理 106
5.7.3 吸附性能的影响因素 106
第6章 活性碳纤维 110
6.1 碳纤维简介 111
6.2 活性碳纤维的分类 112
6.3 活性碳纤维的结构及性能 113
6.3.1 孔结构 113
6.3.2 化学组成 114
6.3.3 吸附机理 115
6.3.4 吸附性能 116
6.4 活性碳纤维的制备 117
6.4.1 预处理 118
6.4.2 炭化 120
6.4.3 活化 120
6.5 几种常见活性碳纤维的制备 122
6.6 活性碳纤维的改性 124
6.7 活性碳纤维在水处理领域的应用 125
6.7.1 饮用水的处理 125
6.7.2 工业循环水的处理 126
6.7.3 废水的处理 126
第7章 沸石和分子筛 131
7.1 沸石分子筛的化学组成 131
7.2 沸石分子筛的分类与命名 131
7.3 沸石分子筛的结构 132
7.3.1 分子筛的表征 132
7.3.2 分子筛的基本结构 132
7.3.3 分子筛的环与笼 133
7.3.4 天然沸石的结构 134
7.3.5 人造沸石-分子筛的结构 136
7.4 沸石分子筛的性能 140
7.4.1 吸附性能 140
7.4.2 离子交换性能 142
7.4.3 催化性能 144
7.5 沸石分子筛的制备 145
7.5.1 水热合成及成型技术 145
7.5.2 典型沸石的制备 148
7.6 沸石分子筛的改性 150
7.6.1 活化处理 151
7.6.2 表面改性 151
7.6.3 结构改性 152
7.7 沸石分子筛的再生 153
7.8 沸石分子筛在水处理领域的应用 154
7.8.1 对含酚废水的处理 154
7.8.2 对含氟废水的处理 154
7.8.3 对重金属废水的处理 155
7.8.4 对氨氮废水的处理 156
第8章 活性氧化铝 159
8.1 活性氧化铝的分类 159
8.2 活性氧化铝的性质 160
8.2.1 活性氧化铝的孔结构 160
8.2.2 活性氧化铝的表面带电性质 162
8.2.3 活性氧化铝的吸附性质 164
8.3 活性氧化铝的制备 165
8.3.1 氢氧化铝简介 165
8.3.2 氢氧化铝的制备 166
8.3.3 氧化铝的制备 166
8.4 活性氧化铝的改性 168
8.4.1 稀土金属改性 168
8.4.2 碱土金属改性 168
8.4.3 其他金属氧化物改性 169
8.4.4 其他非金属元素改性 169
8.5 活性氧化铝的再生 169
8.5.1 热处理 169
8.5.2 酸处理 171
8.6 活性氧化铝在水处理中的应用 172
8.6.1 氟的去除 172
8.6.2 砷的去除 173
8.6.3 磷的去除 174
第9章 有序介孔材料MCM-41 176
9.1 MCM的简介 177
9.1.1 介孔材料的介绍 177
9.1.2 MCM-41的结构及特性 180
9.2 MCM-41的制备 181
9.2.1 MCM-41的合成机理 181
9.2.2 MCM-41的修饰 185
9.3 MCM-41的吸附机理 187
9.3.1 分配作用 187
9.3.2 配位作用 187
9.3.3 氢键作用 188
9.4 MCM-41在水处理中的应用 188
9.4.1 去除有机物 189
9.4.2 去除无机阴离子 191
9.4.3 去除重金属 192