《吸附剂原理与应用》全面系统地对商用和新兴开发的吸附剂制备、吸附过程基本原理和应用作了详细归纳总结,介绍了吸附剂研究开发的基本理论、手段和方法,新型吸附剂的应用研究和潜在的应用价值。
《吸附剂原理与应用》取材着眼于近10-20年吸附研究领域的新成果,归纳了原著者在吸附剂研究、开发、应用领域近200多篇处于国际领先地位的研究论文和成果,是原著者集20余年在国际吸附领域的研究成果和心得。
《吸附剂原理与应用》可作为从事吸附、催化及相关专业研究的高年级本科生、硕士研究生和博士研究生的教材,也可作为相关专业科研工作者和教师的专业参考书。
在过去的20年间新的纳米材料取得了突破性的进展:介孔分子筛、沸石、柱撑黏土、用溶胶和凝胶法制备的金属氧化物,以及新型碳材料(碳分子筛、超级活性炭、活性炭纤维、碳纳米管和石墨纳米纤维)。对于这其中大部分新材料的吸附性能来说,仍然有很大的可开发性。
本书为所有商业的和新型的吸附剂材料提供了一个专业和全面的知识介绍。它介绍了吸附剂合成和吸附性能的基本原理以及在分离和净化中现在及潜在的应用。
第2章介绍了一个计算基本吸附能力或潜能的简单方法。因此,可以比较两种不同的分子在同一吸附位上的吸附能,或是比较同种分子在不同吸附位上的吸附能。第4章介绍了如何从一简单的等温线计算吸附剂的孔径分布情况。孔的大小和形状对吸附的影响在第2章和第4章都有提到。第3章的目的是提供吸附剂选择的标准。吸附剂的选择是一个复杂的问题,因为它不但依赖于吸附周期并且与吸附剂的形状(如小颗粒、粉末或大颗粒)也有很大关系。一种吸附剂的特性主要表现在它的吸附容量、选择性、再生能力、动力学和成本上。因此,第3章也包括了平衡等温线、扩散步骤和循环过程的概述,同时给出了吸附剂选择的简单标准。
第5章至第7章介绍了商业上使用的吸附剂的合成/制备、吸附性能以及应用的基本原理。第7章中讨论了介孔分子筛、沸石。
在混合物中与目标分子以π络合键结合的吸附剂被命名为π络合吸附剂。π络合键是一种可逆的弱化学键,人类血液中的氧就是以这种形式与血红蛋白结合的。这种类型的吸附剂在过去10年得到了开发,大部分是在作者的实验室中完成的。因为它们在许多重要的分离和净化应用中表现出了巨大的潜能,所以第8章将分别讨论各种π络合吸附剂。第8章还同时介绍了其在烯烃/烷烃分离、烯烃的净化(将二烯烃除去到<1ppm)①、CO的分离除去,以及从脂(肪)族化合物中除去芳香物的应用。第10章特别讨论了在燃料(汽油、柴油和喷气机燃料)运输时运用7r络合吸附剂去除硫的应用。
第9章介绍了包括碳纳米管、柱撑黏土和聚合树脂的相关内容。聚合树脂广泛地应用于离子交换、水处理和色谱分析中。
第10章详细讨论了吸附剂在分离和净化中的特殊应用。这包括了两个非常成熟的应用——空气分离以及潜在的应用(汽油的直接脱硫和能源——氢或甲烷的储存)。
在新型吸附剂的研究和本书的构思中,我与本领域许多研究者多次探讨,从中受益匪浅,特别是现在在工业界担任重要研究员的我从前的学生,以及我在布法罗、SUNY和密歇根大学的同事。
同样也要感谢我过去和现在的学生和助手,我和他们在共同的学习中获得了如此巨大的快乐。最后,我要感谢RubySowards在图片处理上细致、娴熟的工作以及Wiley的工作人员高质量的专业编辑和出版。
Ralph T.Yang(杨祖保),美国耶鲁大学化学工程系博士,密歇根大学化学工程系Dwight F Benton教授,美国工程院院士,美国化学工程师协会会员。Adsorption Science & Technology、Adsorption、Separation & Purification Reviews、Applied CatalysisA编辑委员会成员,联邦大学出版社化学工程类编辑。曾担任纽约州立大学布法罗分校化学工程系主任,美国国家自然科学基金委员会项目官员。多年来一直从事吸附理论、吸附剂开发和应用、环境催化剂等方面的研究,在国际吸附领域享有较高的声誉。获得过美国能源部、美国化学工程师协会、密歇根大学、耶鲁大学等多项科研成就奖,出版专著3部,发表研究论文400余篇。
马丽萍,女,工学博士,教授。1989年获成都科技大学(现四川大学)化学工程专业学士学位,1992年获成都科技大学化学工程专业工学硕士学位,同年到云南省化工研究院精细化工研究所工作,主要从事精细化工、化学工程科研工作。1999年考入四川大学化学工程系攻读博士学位,2002年获工学博士学位,同年到昆明理工大学环境科学与工程学院从事教学、科研工作。主要研究方向为固体废物资源化利用、大气污染控制工程。主持国家“863计划”项目1项,教育部、云南省自然科学基金、云南省教育厅科学基金等项目5项,参与国家自然科学基金、云南省自然科学基金等项目10余项,发表研究论文30余篇,其中SCI、EI收录11篇。