多孔材料吸附基本理论

本书主要阐述了以多孔固体和高分散性固体为主要代表的多孔材料，介绍了多孔材料的分类、结构特点及表征方法，包括微孔材料、介孔材料和大孔材料等；深入剖析了吸附的热力学基础，从能量角度解读吸附过程中的热效应、自由能变化等；分别讨论了各类吸附等温线的基本概念与适用情况，同时讨论了BET（Brunauer-Emmett-Teller）方程和开尔文方程对各类吸附等温线的适用性和局限性，在此基础上，结合最近研究进展和文献讨论了新近提出的孔结构分析方法，对微孔和中孔的测定与分析做了较为详细的讨论，同时与传统的压汞测定方法做了对比，最后对几种试验方法做了总结。

目录
第1章 孔的产生及多孔固体分类 1
1.1 各类孔产生的根源 1
1.1.1 挤压粉末成型中的孔 1
1.1.2 胶体中的孔 2
1.1.3 稳定晶体中的孔 3
1.1.4 热过程和化学过程产生的孔 3
1.2 复合孔结构 4
1.3 孔体系分类 5
1.4 实际固体 7
1.5 固体的表面与孔 8
1.6 多孔固体与大比表面积非孔固体 9
1.7 外表面与内表面 10
1.8 孔尺寸分类 11
第2章 吸附的基本理论 13
2.1 物理吸附和化学吸附 13
2.2 吸附等温线 15
2.3 吸附力 16
2.4 体表面的吸附现象 19
2.5 通过吸附等温线进行表面与孔的研究 20
2.6 朗缪尔理论知识 21
2.7 BET基本理论概述 23
2.8 吸附回线与孔结构 27
2.9 吸附层分子所占的面积与厚度 31
2.10 一种改进的物理吸附模型 32
第3章 吸附等温线及测定 35
3.1 静态法 35
3.1.1 体积法 35
3.1.2 重量法 37
3.2 动态法 39
3.2.1 连续流动法 39
3.2.2 双气路法 39
3.2.3 色谱法 41
3.2.4 程序升温法 43
第4章 微孔固体表面的吸附：Ⅰ型等温线 45
4.1 引言 45
4.2 Ⅰ型等温线 45
4.3 极细孔中的力场 53
4.4 微孔分析概述 54
4.5 等温线法微孔分析 55
4.5.1 V-t曲线的概念 55
4.5.2 t线图方法 56
4.5.3 αs方法 59
4.6 t线图扩展理论的微孔分析方法 60
4.7 总的微孔体积和比表面积 62
4.8 Dubinin-Radushkevich方法 63
4.9 Horvath-Kawazoe方法 64
4.10 NLDFT的应用：将微/中孔分析与单一方法相结合 66
4.11 氮气吸附质之外的超、极微孔孔隙度测量 69
第5章 非孔固体表面的吸附：Ⅱ型等温线 72
5.1 引言 72
5.2 BET模型 73
5.3 BET方程的数学特征 76
5.3.1 拐点 77
5.3.2 对BET型的评价 78
5.4 BET方程应用于实验数据 79
5.5 B点 82
5.6 BET单层容量可靠性的检验 84
5.7 氮吸附等温线BET面积与其他方法测定值的比较 86
5.8 影响分子截面积am的因素 90
5.9 氮以外的其他吸附质 94
5.9.1 氩气吸附质 95
5.9.2 氪气吸附质 98
5.9.3 氙气吸附质 99
5.9.4 烷烃吸附质 100
5.9.5 苯吸附质 101
5.9.6 氧气吸附质 102
5.9.7 二氧化碳吸附质 102
5.9.8 小结 103
5.10 阶梯形等温线 104
5.11 多层区Frenkel-Halsey-Hill（FHH）方程 107
5.12 标准等温线的概念 108
第6章 中孔固体表面的吸附：Ⅳ型等温线 111
6.1 引言 111
6.2 滞后回线的类型 115
6.3 毛细凝聚与Kelvin方程 116
6.3.1 Young-Laplace方程 116
6.3.2 Kelvin方程 118
6.4 rm与孔径的关系 119
6.5 滞后与毛细凝聚的关系 121
6.6 用Kelvin方程计算孔径分布 125
6.7 Kelvin方程有效性范围 128
6.7.1 曲率效应 128
6.7.2 抗拉强度效应 129
6.7.3 除氮以外的其他吸附质 133
6.8 以Ⅳ型等温线求比表面积 135
6.8.1 BET法 135
6.8.2 利用孔径分布计算总比表面积 136
6.9 压汞计算法 136
6.10 表面张力和接触角 137
6.11 孔径分布的测定—压汞法与氮吸附法测定结果的比较 139
6.12 压力对孔结构的影响 140
6.13 滞后现象 141
6.14 用汞置换和其他流体置换法测定孔体积 143
6.15 用压汞法测定比表面积 144
6.16 小结 146
第7章 Ⅲ型和Ⅴ型吸附等温线简介 147
7.1 Ⅲ型等温线 147
7.2 BET方法对Ⅲ型等温线的有效性 151
7.3 由Ⅲ型等温线用αs线图计算比表面积 153
7.4 孔隙度的影响 154
7.4.1 中孔 154
7.4.2 微孔 155
7.5 水的吸附特性 156
7.5.1 在炭上吸附 156
7.5.2 在氧化硅上吸附 161
7.5.3 在金属氧化物上吸附 165
7.5.4 在氧化钛上的吸附 167
第8章 气体吸附测定比表面积和孔径分布 171
8.1 吸附物的选择 171
8.2 实验方法的选择 171
8.3 吸附剂脱气 171
8.4 吸附等温线的解释 172
8.5 等温线的重复性与可逆性 172
8.6 等温线类型和滞后回线类型 172
8.7 BET法分析 173
8.8 中孔孔径分布计算 173
8.9 微孔性的估计 173
参考文献 174