活性炭吸附技术及其在环境工程中的应用

**章活性炭制备和基础性质 1**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**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**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**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**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dr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、минский半经验公式172参考文献173第六章分子模拟175**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、maxwellboltzmann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montecarlo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、lennardjones 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**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**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**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