●第1章緒言
1.1 吸附的重要性  / 1
1.2 吸附的歷史  / 1
1.3 定義及術語  / 5
1.4 物理吸附和化學吸附  / 9
1.5 吸附等溫線的類型  / 9
1.5.1 氣體物理等溫線分類  / 9
1.5.2 氣體的化學吸附  / 12
1.5.3 溶液的吸附  / 12
1.6 物理吸附能和分子模擬  / 12
1.7 擴散吸附  / 17
參考文獻  / 18
第2章氣/固界面的吸附熱力學
2.1 引言  / 21
2.2 單一氣體吸附的定量表示  / 22
2.2.1 壓力不超過100kPa時的吸附  / 22
2.2.2 壓力超過100kPa及更高時的吸附  / 25
2.3 吸附的熱力學勢  / 28
2.4 Gibbs表示中與吸附態有關的熱力學量  / 32
2.4.1 摩爾表面過剩量的定義  / 32
2.4.2 微分表面過剩量的定義  / 33
2.5 吸附過程中的熱力學量  / 34
2.5.1 微分吸附量的定義  / 34
2.5.2 積分摩爾吸附量的定義  / 36
2.5.3 微分和積分摩爾吸附量的優點及局限性  / 36
2.5.4 積分摩爾吸附量的評估  / 37
2.6 從一繫列實驗物理吸附等溫線間接推導吸附量：等比容法  / 38
2.6.1 微分吸附量  / 38
2.6.2 積分摩爾吸附量  / 40
2.7 由量熱數據推導吸附量  / 41
2.7.1 非連續過程  / 41
2.7.2 連續過程  / 42
2.8 測定微分吸附焓的其他方法  / 43
2.8.1 浸潤式量熱法  / 43
2.8.2 色譜法  / 44
2.9 高壓狀態方程：單一氣體和混合氣體  / 44
2.9.1 純氣體情況下  / 44
2.9.2 混合氣體情況下  / 46
參考文獻  / 47
第3章氣體吸附法
3.1 引言  / 49
3.2 表面過剩量（及吸附量）的測定  / 50
3.2.1 氣體吸附測壓法（僅測量壓力）  / 50
3.2.2 重量法氣體吸附（測量質量和壓力）  / 56
3.2.3 流量控制或監測條件下的氣體吸附  / 59
3.2.4 氣體共吸附  / 62
3.2.5 校準方法和修正  / 63
3.2.6 其他關鍵方面  / 71
3.3 氣體吸附量熱法  / 73
3.3.1 可用設備  / 73
3.3.2 量熱程序  / 77
3.4 吸附劑脫氣  / 79
3.4.1 脫氣目標  / 79
3.4.2 傳統真空脫氣  / 79
3.4.3 CRTA控制的真空脫氣  / 81
3.4.4 載氣脫氣  / 82
3.5 實驗數據的呈現  / 83
參考文獻  / 84
第4章固/液界面的吸附：熱力學和方法學
4.1 引言  / 87
4.2 純液體中固體浸潤的能量  / 88
4.2.1 熱力學背景  / 88
4.2.2 純液體中浸潤式微量熱法實驗技術  / 96
4.2.3 純液體浸潤式微量熱法的應用  / 101
4.3 液體溶液中的吸附  / 110
4.3.溶液吸附量的定量表達  / 111
4.3.2 溶液吸附中能量的定量表示  / 117
4.3.3 研究溶液吸附的基本實驗方法  / 119
4.3.4 溶液吸附的應用  / 126
參考文獻  / 130
第5章氣/固界面上物理吸附等溫線的經典闡述
5.1 引言  / 135
5.2 純氣體的吸附  / 135
5.2.1 與吉布斯吸附方程相關的方程：在可用表面上或微孔中的吸附相的描述  / 135
5.2.2 Langmuir理論  / 139
5.2.3 多層吸附  / 141
5.2.4 Dubinin-Stoeckli理論：微孔填充  / 148
5.2.5 Ⅵ 型等溫線：物理吸附層的相變  / 150
5.2.6 經驗等溫方程  / 153
5.3 混合氣體的吸附  / 155
5.3.1 擴展的Langmuir模型  / 155
5.3.2 理想吸附溶液理論  / 157
5.4 結論  / 158
參考文獻  / 158
第6章模擬多孔固體物理吸附
6.1 引言  / 162
6.2 多孔固體的微觀描述  / 163
6.2.1 結晶材料  / 163
6.2.2 非結晶材料  / 164
6.3 分子間勢能函數  / 165
6.3.1 吸附質/吸附劑相互作用的一般表達  / 165
6.3.2 “簡單”吸附質/吸附劑體繫的常用策略  / 167
6.3.3 更“復雜”的吸附質/吸附劑體繫示例  / 168
6.4 表征計算工具  / 170
6.4.1 引言  / 170
6.4.2 可接觸的比表面積  / 170
6.4.3 孔體積/PSD  / 173
6.5 模擬多孔固體物理吸附  / 174
6.5.1 GCMC模擬  / 174
6.5.2 量子化學計算  / 186
6.6 模擬多孔固體中擴散  / 190
6.6.1 基本原理  / 190
6.6.2 單組分擴散  / 192
6.6.3 混合氣體擴散  / 195
6.7 結論與未來挑戰  / 196
參考文獻  / 197
第7章通過氣體吸附測定表面積
7.1 引言  / 201
7.2 BET方法  / 202
7.2.1 簡介  / 202
7.2.2 BET圖  / 203
7.2.3 BET單層吸附量的有效性  / 205
7.2.4 無孔和介孔吸附劑的BET面積  / 207
7.2.5 微孔固體的BET吸附面積  / 211
7.2.6 BET面積的一些應用  / 213
7.3 等溫線分析的經驗方法  / 214
7.3.1 標準吸附等溫線  / 214
7.3.2 t方法  / 215
7.3.3 as方法  / 216
7.3.4 對比圖  / 218
7.4 分形方法  / 219
7.5 結論和建議  / 222
參考文獻  / 223
第8章介孔的測定
8.1 引言  / 228
8.2 介孔體積、孔隙率和平均孔徑  / 229
8.2.1 介孔體積  / 229
8.2.2 孔隙率  / 230
8.2.3 液壓半徑和平均孔徑  / 230
8.3 毛細凝聚和Kelvin方程  / 231
8.3.1 Kelvin方程的推導  / 231
8.3.2 開爾文方程的應用  / 233
8.4 介孔尺寸分布的經典計算  / 235
8.4.1 基本原則  / 235
8.4.2 計算過程  / 236
8.4.3 多層吸附厚度  / 239
8.4.4 Kelvin方程的有效性  / 240
8.5 介孔尺寸分布的DFT計算  / 241
8.5.1 基本原則  / 241
8.5.2 77K下的氮氣吸附  / 244
8.5.3 87K下氬氣吸附  / 245
8.6 回滯環  / 246
8.7 結論和建議  / 252
參考文獻  / 252
第9章微孔評估
9.1 引言  / 257
9.2 氣體物理吸附等溫線分析  / 259
9.2.1 經驗法  / 259
9.2.2 Dubinin-Radushkevich-Stoeckli法  / 260
9.2.3 Horvath-Kawazoe（HK）法 / 262
9.2.4 密度泛函理論  / 263
9.2.5 壬烷預吸附法  / 264
9.2.6 吸附物和溫度的選擇  / 266
9.3 微量熱法  / 267
9.3.1 浸沒微量熱法  / 267
9.3.2 氣體吸附微量熱法  / 269
9.4 結論和建議  / 269
參考文獻  / 270
第10章活性炭吸附
10.1 引言  / 273
10.2 活性炭：制備、性質和應用  / 274
10.2.1 石墨  / 274
10.2.2 富勒烯和納米管  / 276
10.2.3 炭黑  / 278
10.2.4 活性炭  / 280
10.2.5 超活性炭  / 283
10.2.6 碳分子篩  / 284
10.2.7 ACFs和碳布  / 285
10.2.8 整體材料  / 286
10.2.9 碳氣凝膠和OMCs  / 287
10.3 無孔碳的氣體物理吸附  / 288
10.3.1 氮氣和二氧化碳在炭黑上的吸附  / 288
10.3.2 稀有氣體吸附  / 292
10.3.3 有機蒸氣吸附  / 295
10.4 多孔碳氣體物理吸附  / 297
10.4.1 氬氣、氮氣和二氧化碳吸附  / 297
10.4.2 有機蒸氣吸附  / 306
10.4.3 水蒸氣吸附  / 311
10.4.4 氦氣吸附  / 316
10.5 碳-液界面處的吸附  / 318
10.5.1 浸潤式量熱儀  / 318
10.5.2 溶液中的吸附  / 320
10.6 LPH和吸附劑變形  / 322
10.6.1 背景介紹  / 322
10.6.2 激活入口  / 322
10.6.3 低壓滯後  / 323
10.6.4 擴張和收縮  / 324
10.7 活性炭表征：結論和建議  / 324
參考文獻  / 325
第11章金屬氧化物吸附
11.1 引言  / 335
11.2 二氧化硅  / 335
11.2.1 熱解二氧化硅和結晶二氧化硅  / 335
11.2.2 沉澱二氧化硅  / 342
11.2.3 硅膠  / 344
11.3 氧化鋁：結構、材質和物理吸附  / 352
11.3.1 活性氧化鋁的介紹  / 352
11.3.2 原材料  / 353
11.3.3 水合氧化鋁的熱分解  / 356
11.3.4 活性氧化鋁的合成  / 361
11.4 二氧化鈦粉末和凝膠  / 364
11.4.1 二氧化鈦顏料  / 364
11.4.2 金紅石：表面化學和氣體吸附  / 365
11.4.3 二氧化鈦凝膠的孔隙率  / 370
11.5 氧化鎂  / 372
11.5.1 非極性氣體在無孔MgO上的物理吸附  / 372
11.5.2 多孔形式MgO的物理吸附  / 374
11.6 其他氧化物  / 377
11.6.1 氧化鉻凝膠  / 377
11.6.2 氧化鐵：FeOOH的熱分解  / 379
11.6.3 微晶氧化鋅  / 381
11.6.4 水合氧化鋯凝膠  / 382
11.6.5 氧化鈹  / 385
11.6.6 二氧化鈾  / 386
11.7 金屬氧化物吸附性質的應用  / 388
11.7.1 作為氣體吸附劑、干燥劑的應用  / 388
11.7.2 作為氣體傳感器的應用  / 389
11.7.3 作為催化劑和催化劑載體的應用  / 389
11.7.4 顏料和填料應用  / 390
11.7.5 在電子產品中的應用  / 390
參考文獻  / 390
第12章黏土、柱撐黏土、沸石和磷酸鋁的吸附
12.1 引言  / 397
12.2 結構、形貌和層狀硅酸鹽吸附劑的性質  / 398
12.2.1 結構和層狀硅酸鹽的形貌  / 398
12.2.2 層狀硅酸鹽的氣體物理吸附  / 402
12.3 柱撐黏土（PILC）：結構和屬性  / 411
12.3.1 柱撐黏土的形成和屬性  / 411
12.3.2 柱撐黏土對氣體的物理吸附  / 412
12.4 沸石：合成、孔隙結構和分子篩性質  / 415
12.4.1 沸石的結構、合成和形貌  / 415
12.4.2 分子篩沸石吸附劑性質  / 419
12.5 磷酸鹽分子篩：背景和吸附劑的性質  / 430
12.5.1 磷酸鹽分子篩的背景  / 430
12.5.2 鋁磷酸鹽分子篩吸附劑的性質  / 432
12.6 黏土、沸石和磷酸鹽基底的分子篩的應用  / 438
12.6.1 黏土的應用  / 438
12.6.2 沸石的應用  / 439
12.6.3 磷酸鹽分子篩的應用  / 441
參考文獻  / 441
第13章有序介孔材料的吸附
13.1 引言  / 448
13.2 有序介孔二氧化硅  / 449
13.2.1 M41S繫列  / 449
13.2.2 SBA繫列  / 459
13.2.3 大孔的有序介孔二氧化硅  / 463
13.3 表面功能化對吸附性質的影響  / 466
13.3.1 金屬氧化物結合到壁中  / 466
13.3.2 金屬納米粒子封裝到孔中  / 469
13.3.3 表面嫁接有機配體  / 470
13.4 有序的有機硅材料  / 472
13.5 復制材料  / 473
13.6 結束語  / 475
參考文獻  / 475
第14章金屬有機框架材料（MOFs）的吸附
14.1 引言  / 480
14.2 MOFs的BET比表面積評估及意義  / 482
14.2.1 BET比表面積的評估  / 482
14.2.2 BET比表面積的意義  / 485
14.3 改變有機配體性質的影響  / 486
14.3.1 改變配體長度  / 486
14.3.2 將配體功能化  / 490
14.4 改變金屬中心的影響  / 491
14.5 改變其他表面位點性質的影響  / 497
14.6 非框架物質的影響  / 501
14.7 柔性MOF材料的特殊例子  / 503
14.7.1 MIL-53（Al，Cr）  / 505
14.7.2 MIL-53（Fe）  / 508
14.7.3 Co（BDP）  / 510
14.8 MOF材料的應用  / 512
14.8.1 氣體存儲  / 513
14.8.2 氣體分離與純化  / 513
14.8.3 催化  / 514
14.8.4 藥物緩釋  / 514
14.8.5 傳感器  / 515
14.8.6 與其他吸附劑的比較  / 515
參考文獻  / 515
索引  / 521

本書全面綜述了有關吸附理論、方法與應用的方方面面，首先對吸附的原理、熱力學和方法學進行一個總述；然後運用吸附方法討論表面積和孔徑大小；之後介紹並討論各種不同吸附劑（碳材料、氧化物、黏土、沸石、金屬有機框架MOF）的一些典型吸附等溫線和能量學。重點在於對實驗數據的確定和解釋，特別是具有技術重要性的吸附劑的表征。本書讀者對像主要為學生及表面科學初涉獵者，通過本書可以了解到如何利用現今優選的科學技術手段來測定表面積、孔尺寸和表面特征，如何對材料的性能進行表征與判斷。