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粉體與多孔固體材料的吸附：原理、方法及應用

為了解決孔徑大小的問題，作者（法）F.魯克羅爾 這樣論述：

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。重點在於對實驗資料的確定和解釋，特別是具有技術重要性的吸附劑的表徵。 讀者對象主要為學生及表面科學初涉獵者，通過本書可以瞭解到如何利用現今先進的科學技術手段來測定表面積、孔尺寸和表面特徵，如何對材料的性能進行表徵與判斷。 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　物理吸附能和分子類比　　/ 12 1.7　擴散吸附　　/ 17 參考文獻　　/ 18 第2章 氣/固介面的吸附熱力學 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　從一系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（測量品質和壓力）　　/ 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　量熱程式　　/ 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　實驗資料的呈現　　/ 83 參考文獻　　/ 84 第4章 固/液介面的吸附：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 4.3.1　二元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/固介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 類比多孔固體物理吸附 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/吸附劑體系的常用策略　　/ 167 6.3.3　更“複雜”的吸附質/吸附劑體系示例　　/ 168 6.4　表徵計算工具　　/ 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　類比多孔固體物理吸附　　/ 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　介孔尺寸分佈的經典計算　　/ 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　介孔尺寸分佈的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：製備、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-液介面處的

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　啟動入口　　/ 322 10.6.3　低壓滯後　　/ 323 10.6.4　擴張和收縮　　/ 324 10.7　活性炭表徵：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　二氧化矽　　/ 335 11.2.1　熱解二氧化矽和結晶二氧化矽　　/ 335 11.2.2 沉澱二氧化矽　　/ 342 11.2.3 矽膠　　/ 344 1

1.3　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　　/ 3

77 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、乾燥劑的應用　　/ 388 11.7.2 作為氣體感測器的應用　　/ 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、形貌和層狀矽酸鹽吸附劑的性質　　/ 398 12.2.1　結構和層狀矽酸鹽的形貌　　/ 398 12.2.2　層狀矽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　有序介孔二氧化矽　　/ 449 13.2.1　M41S系列　　/ 449 13.2.2　SBA系列　　/ 459 13.2.3　大孔的有序介孔二氧化矽　　/ 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　有序的有機矽材料　　/ 472 13.5　複製材料　　/ 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　感測器　　/ 515 14.8.6　與其他吸附劑的比較　　/ 515 參考文獻　　/ 515 索引　　/ 521 譯者前言 吸附現象很早就為人們所認識，比如古時候活性炭就被用來脫色和除味。而對吸附原理及應用的研究則是在最近的幾十年間才迅速發展起來，並對我們的生產生活產生了重要影響，比如許多具有優良性能的吸附劑和催化劑的開發。這本由法國蒙比利埃大學G. Maurin教授等五位作者合著的《粉末與多孔固體材料的吸附》，正是將最重要的粉末以及固態多孔物質的吸附原理、方法和應用進行了總結性回顧，能夠為在相關領域從事學習和研究的人員帶來全面、系統的基礎知識方面

的幫助。 全書共分為14章，其中第1～6章主要介紹氣-固、液-固介面上吸附的熱力學和方法學，以及吸附相關的基礎理論和模擬研究，第7～9章主要介紹如何通過氣體吸附法測定表面積以及如何對介孔和微孔進行評估，第10～14章則分別具體介紹了每一類典型的吸附材料，包括活性炭、金屬氧化物、黏土、沸石、有序介孔材料、金屬有機框架材料等。這種章節佈局既能讓初學者由簡至深全面瞭解吸附的基本概念和理論，又能讓研究者直奔主題查閱感興趣的相關內容。 本書的翻譯工作主要由陳建博士、周力博士和王奮英博士承擔，還有幾位研究生在初稿的翻譯過程中也做了相應的工作。其中，在翻譯初稿中，第1章由南昌大學周力博士承擔，第2、9、

14章由南昌大學的研究生袁雅芬承擔，第3、4、10～13章由浙江師範大學的陳建博士承擔，第5～8章由南昌大學王奮英博士承擔；在二次審校定稿中，第1～9、13、14章由周力博士完成，第10～12章由王奮英博士完成。非常感謝各位譯者在時間和精力上的付出，尤其是趙耀鵬博士在百忙之中為解答各種疑問所付出的辛勞。也特別感謝化學工業出版社的支持以及為稿件後期的處理所付出的辛勤工作。 受譯者理論知識水準所限，書中難免會存在疏漏之處，歡迎讀者朋友們提出，以幫助我們糾正。最後，希望這本譯著能夠為各個層次閱讀者的學習和工作帶來有益的作用。

孔徑大小進入發燒排行的影片

合成共軛微孔聚合物並應用於超級電容器之研究

為了解決孔徑大小的問題，作者蔡明玄 這樣論述：

 本研究是透過有機合成中的薗頭反應，合成出具有炔基的共軛微孔聚合物，並透過紅外線光譜儀、核磁共振光譜儀來確認目標產物是否有成功地合成，再由比表面積分析、熱重分析儀來確認樣品的比表面積、孔徑大小、熱穩定性….等性質。最後再將材料滴入玻璃碳電極中，進行三電極系統的量測，並透過公式計算後得到比電容值。結果顯示我們的共軛微孔聚合物是成功地被合成出來的，且熱穩定性也相當高可以耐熱到約 360℃ ，比表面積也可高達 398 m2/g ，且電性良好，比電容值可達 504 F/g ，並經過多次充放電後比電容值幾乎沒有下降。由於所有的材料皆可使用合成的方法由低成本的化合物，逐漸合成出來，因此具有相當大的商業價

值。

犬貓臨床心臟超音波

為了解決孔徑大小的問題，作者EricdeMadron,ValérieChetboul,ClaudioBussadori 這樣論述：

以這本收錄豐富圖片的指引進行犬貓心臟疾病的評估及診斷！ 　　涵蓋心臟超音波的經典模式及最新技術，本書介紹犬貓心臟疾病的評估、診斷及治療方法。書中的臨床技巧示範如何善用這些方法來獲得您需要的影像及其評估與判讀技巧，如何將影像與不同的疾病進行關聯，心臟疾病的嚴重度分期，以及依據發現妥善照顧患者。 本書特色 　　•隨書附贈的DVD收錄超過90支影片，示範心臟超音波的檢驗方法及流程。 　　•全書包含400張以上的全彩影像，包含屍檢照片，協助讀者釐清動物健康與患病組織間的關聯。 　　•收錄最新心臟超音波技術，包括組織杜卜勒、斑點追蹤影像、經食道超音波及三維心臟超音波等。 　　•收錄術前評

估，協助您評估風險及準備經心導管的心臟缺陷治療。 　　•書中提供大量臨床技巧，最新的心臟超音波技術不僅只是研究工具，在日常的臨床實務中也相當實用，這些技巧幫助您更精準地辨識出細微的異常與進行心臟疾病的嚴重度分期。

電化學群體感應抑制法中導電膜控制濾膜阻塞效能之研究

為了解決孔徑大小的問題，作者馬翊宸 這樣論述：

電化學群體感應抑制(electrochemical quorum quenching, eQQ)法為一種新型的群體感應抑制方式，已被證明能有效控制薄膜生物反應器(membrane bioreactor, MBR)的生物性阻塞，利用微生物分泌出的訊息分子AHLs (Acyl Homoserine Lactones)具有pH相依性的特性，透過電化學於陰極產生的電子與水做還原產生氫氧根離子，藉此提高生物膜週遭微環境或系統中局部之pH 值，使AHLs分子水解開環成acyl homoserine，喪失群體感應訊息分子的功能。本實驗室先前研究中，以鈦作為陽極能平均延緩一倍的濾膜阻塞時間，過程中發現以鐵作

為陽極時會有混凝劑的釋出，造成較大顆粒污泥卡在電極網與濾膜之間，反而加速濾膜的阻塞。　　因此本研究假設相較於將陰極配置在濾膜附近，在膜表面產生電化學反應生成氫氧根離子，可直接影響附著於濾膜上的生物膜發展，藉由氫氧根離子現地水解微生物所釋出的AHLs分子，進而干擾濾膜細菌的群體感應系統，得以延緩生物膜發展成較成熟、緊密的結構的時程，配合曝氣刮除的動力，應能減少濾膜阻塞的速率。本研究中將實驗分成兩大部分：(1)首先以不同參數、條件製作並優化兩種不同材質的導電膜，接著以電導率、通量、耐久測試評估導電膜的性能，(2)選定一種導電膜進行實驗室規模的連續流MBR試驗，探討在電化學群體感應抑制法中利用導電膜

控制濾膜阻塞之成效，並觀察MBR的處理效能是否會受到影響。　　本研究發現，PVDF中空纖維最佳化學鍍鎳法的導電膜條件為鍍鎳時間2分鐘，可使濾膜表面相距5公分處產生3.8×105 μS/cm電導率，清水通量為204.8 LMH，使用實驗室MBR出流水測試，在膜表面相距3公分處電導率至少為8031 μS/cm並可維持10天，並且鎳析出量極低(0.05 ppm/day)，不過運行於含活性污泥的MBR中，鎳層僅能維持3天，推測微生物可能對鎳層掉落具有一定程度的影響，而改良過後的環狀鍍鎳中空纖維導電膜，在膜表面距離5公分處電導率為2.2×105 μS/cm，並且可於活性污泥中運行15天。PES平板導電膜

最佳的條件為添加8%碳黑(CB)及2%聚苯胺(PANI)在製膜溶液中，電導率與通量分別為1.9×104 μS/cm(相距5公分量測值)與219 LMH，其中通量相較於未添加任何導電材料的平板膜提升9.8倍。本研究首次將PVDF中空纖維導電膜應用於電化學群體感應抑制法中，實驗結果觀察到在連續實驗第一輪和第二輪前半段中分別有94.4%及60.0%的延緩阻塞效率，在濾膜的膜阻抗分析中發現較鬆散的濾餅層為延緩阻塞主要貢獻的來源，且化學鍍鎳程序製成的導電膜及其應用在連續流MBR中，並未對所監測的MBR處理效能產生影響。根據上述結果可知具導電膜之MBR系統具有延緩濾膜阻塞的效果，若能進一步測試並尋求最佳電

源供應、槽中濾膜曝氣等操作條件，預期未來將可實際應用於MBR中，以同時達到控制濾膜阻塞、節省能源及處理廢水與回收水資源之目的。