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出版者:

作者:Chattergee, P. K. (EDT)

出品人:

页数:500

译者:

出版时间:2002-4

价格:$ 296.06

装帧:

isbn号码:9780444500007

丛书系列:

图书标签:

• 吸附技术
• 材料科学
• 化学工程
• 环境工程
• 分离技术
• 工业应用
• 纳米技术
• 聚合物
• 表面科学
• 功能材料

好的，这是一份关于一本名为《Absorbent Technology》的图书的详细介绍，这份介绍将完全聚焦于本书可能涵盖的主题，而不涉及任何其他内容。 --- 《吸附剂技术：原理、材料与应用前沿》 书籍概述 《吸附剂技术：原理、材料与应用前沿》是一本深入探讨吸附现象、吸附材料的研发、制备及其在环境工程、化学分离、能源存储等多个关键领域的应用前沿的综合性专著。本书旨在为化学、材料科学、环境工程、化学工程等领域的科研人员、工程师以及高年级本科生和研究生提供一个全面且深入的知识框架。全书内容涵盖了从基础的吸附热力学与动力学原理，到新型功能化吸附材料的理性设计与合成策略，再到不同工业场景下的实际应用案例与未来发展趋势。 本书的特色在于其对吸附剂性能的深度剖析，特别强调了材料结构、表面化学性质与吸附性能之间的内在联系。通过系统地梳理近年来吸附剂领域取得的重大突破，本书不仅巩固了读者的理论基础，更为他们在新一代高效、选择性吸附材料的开发上提供了实践指导。 --- 第一部分：吸附基础理论与表征 本部分奠定了理解吸附现象的理论基石。 第一章：吸附现象的物理化学基础 详细阐述了吸附与吸收、化学吸附与物理吸附的本质区别和相互联系。内容涵盖了表面能、界面张力在吸附过程中的作用，并引入了经典的热力学模型，如吉布斯吸附方程，用以定量描述平衡状态下的吸附量。着重讨论了吸附的驱动力——范德华力、静电作用、氢键以及络合作用的机制。 第二章：吸附动力学与传输过程 深入分析了吸附速率的决定因素。讨论了颗粒内部和外部的物质传输过程，包括边界层扩散、孔道内扩散（微孔、介孔、大孔扩散机制）以及表面反应动力学。引入了常见的吸附动力学模型（如准一级、准二级模型、Elovich模型），并解析了如何通过动力学实验来区分传质控制和表面反应控制的步骤。 第三章：吸附剂的结构与表面表征技术 全面介绍了用于解析吸附剂微观结构和表面化学性质的关键表征手段。重点讲解了比表面积和孔隙结构的测定（BET法、压汞法），利用X射线衍射（XRD）分析晶体结构，以及通过扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）进行形貌观察。此外，本书还详细介绍了傅里叶变换红外光谱（FTIR）、X射线光电子能谱（XPS）和拉曼光谱在确定吸附剂表面官能团和化学态方面的应用。 --- 第二部分：关键吸附材料的制备与改性 本部分聚焦于当前和未来最具潜力的几类吸附材料的理性设计与合成技术。 第四章：多孔碳基吸附剂的演变 系统回顾了活性炭、炭黑等传统碳材料的制备工艺，包括原料选择、活化方法（物理活化与化学活化）。深入探讨了如何通过精确控制碳化温度和活化剂，来调控碳材料的孔隙结构（微孔/介孔/大孔的比例）以满足特定应用需求。此外，还介绍了石墨烯、碳纳米管等新型二维及一维碳材料在吸附领域的新兴应用。 第五章：分子筛与金属有机框架（MOFs） 详尽介绍了沸石（如Y型、A型沸石）的晶体生长机理和离子交换能力。核心章节聚焦于金属有机框架材料（MOFs），阐述了其“自下而上”的晶体工程设计理念，即通过选择合适的金属节点（Secondary Building Units, SBUs）和有机连接体，精确调控孔径、孔道拓扑结构和功能位点。讨论了如何对MOFs进行后合成修饰（Post-Synthetic Modification, PSM）以增强其稳定性或引入特定吸附活性位点。 第六章：高分子吸附树脂与生物质基吸附剂 分析了离子交换树脂和螯合树脂的交联度和官能团密度对方程能力的提升。针对可持续发展需求，本章重点介绍了从天然生物质（如纤维素、壳聚糖、木质素）中衍生高性能吸附剂的策略，包括热解改性、化学接枝和磷化、氮化处理等方法，以克服天然材料的固有缺陷。 --- 第三部分：应用技术与工程实践 本部分将理论与实际工程问题相结合，展示吸附技术在关键领域的应用。 第七章：环境污染物的高效去除技术 详细论述了吸附技术在水处理中的应用，包括重金属离子（如Pb$^{2+}$, Cd$^{2+}$）的选择性去除、有机污染物（如染料、内分泌干扰物）的深度净化。特别关注了新兴的污染物——微塑料和新兴有机污染物（PPCPs）的吸附机制与去除策略。讨论了吸附剂的再生技术，包括洗脱、热再生和电化学再生，以实现成本效益和可持续性。 第八章：气体分离与储存的吸附方案 深入探讨了气体分离领域的核心挑战，如二氧化碳捕集（CCS）和甲烷/氢气储存。在 $ ext{CO}_2$ 捕集方面，对比了胺基功能化吸附剂对烟道气中 $ ext{CO}_2$ 的选择性吸附性能。在能源领域，分析了超高孔隙率材料（如MOFs和多孔聚合物）在常温常压下高容量储存 $ ext{CH}_4$ 和 $ ext{H}_2$ 的物理极限和工程化途径。 第九章：色谱分离与纯化工程 将吸附理论应用于色谱分离过程。详细介绍了工业规模的模拟移动床（SMB）和模拟移动床色谱（SMBC）技术的原理、设备构造及操作优化。通过具体案例，如手性药物的分离、生物大分子（蛋白质、核酸）的纯化，展示了如何根据目标产物的性质选择合适的固定相和洗脱剂，实现高纯度产物的连续化分离。 --- 结论与展望 本书最后总结了当前吸附技术面临的瓶颈，如吸附剂的稳定性、再生能耗和规模化制备的成本问题。展望了未来吸附剂设计的发展方向，包括智能化吸附剂（响应性材料）、基于机器学习的材料筛选以及吸附过程的耦合技术（如吸附/催化、吸附/膜分离）。 目标读者群： 环境工程师、化学工程师、材料科学家、化工企业研发人员，以及致力于吸附材料研究和应用的高校师生。 ---

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这本书简直是信息量的海洋，我花了整整一个周末才勉强啃完第一遍。它深入探讨了材料科学领域一个非常具体且极具前瞻性的分支，尤其是关于新型纳米结构复合材料在环境修复中的应用。作者的笔触极其严谨，充满了对实验数据的细致描摹和对理论模型的精准推导。我印象最深的是其中关于“自适应表面能调控”那一章节，那种将流体力学、热力学和量子化学知识融会贯通的叙述方式，简直让人叹为观止。它不仅仅是一本教科书，更像是一部学术史诗，记录了近二十年来该领域从理论构想到工程实践的完整脉络。对于想从事高级研究的博士生或资深工程师来说，这本书无疑是案头必备的宝典，里面的图表和公式密度极大，需要反复阅读和演算才能真正领会其精髓。我尤其欣赏作者在讨论某个技术瓶颈时，那种不回避困难、直接剖析现有局限性的坦诚态度，这使得全书的学术价值远超一般鼓吹“突破性进展”的流行读物。

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这本书带给我的最深感受是其对“可靠性工程”的执着追求。在许多新兴技术领域，人们往往急于宣传“能用”的成果，而这本书则花费了大量的篇幅来讨论“如何确保它在极端条件下长期稳定工作”的问题。作者对失效分析（Failure Analysis）的论述尤为详尽，列举了多种潜在的材料退化路径，并提出了相应的预防性维护策略。我尤其欣赏书中对“统计过程控制（SPC）”在复杂系统集成中的应用讨论，这表明了作者对工业化落地有着非常务实的态度。这本书的排版和插图设计也十分精良，大量的流程图和结构示意图清晰地勾勒出复杂的内部机制，极大地减轻了文字阅读的负担。总的来说，这是一部严谨、全面且极具实践指导意义的深度著作，它不仅教授了知识，更传递了一种对工程质量近乎偏执的专业精神。

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读完这本书，我感觉自己的思维模式都被重塑了一遍，尤其是在看待“效率”与“可持续性”这两个概念的关系时。作者似乎对传统工程学的效率至上论持有一种审慎的批判态度，转而强调系统层面的长期稳定性与资源循环利用。书中大量案例分析都围绕着如何利用低能耗、可再生资源来构建复杂的功能系统展开，比如生物启发式结构设计如何模拟自然界中水分的收集与传输过程，这一点在干燥和半干燥地区的资源管理方面具有极其重要的指导意义。叙事风格上，它没有采用那种高高在上的学术腔调，反而非常贴近实践操作的细节，仿佛身边有一位经验丰富的前辈在手把手地教你如何解决实际工程中的“脏活累活”。那种对细节的关注，比如在材料合成过程中对温度梯度和时间参数的微小波动如何影响最终性能的描述，实在令人佩服。

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这绝对不是一本能让人轻松翻阅的书，说实话，我好几次差点把它合上，不是因为内容枯燥，而是因为信息量太大，需要极高的专注力才能跟上作者的思路。它更像是一部详尽的工艺流程手册，涵盖了从基础原料的筛选、前处理，到复杂多相反应器的设计、运行参数的优化，再到最终产品质量的无损检测等全链条环节。我特别注意了关于“过程分析技术（PAT）”的那部分，作者详细阐述了如何将实时光谱分析集成到反应釜中，以实现对关键中间产物的即时反馈控制，这在追求批次一致性的高端制造业中无疑是革命性的。行文结构上，它采用了模块化的方式，每一章都像一个独立的微型研究报告，信息密度极高，如果你跳过任何一个段落，都可能错失一个关键的实验发现或者一个巧妙的工程权衡。

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让我感到惊喜的是，作者并未将重点完全放在纯粹的物理化学层面，而是大胆地将跨学科的视角引入进来，特别是对经济学和社会影响的探讨。在讨论某项新型分离技术的推广障碍时，书中引用了大量的成本效益分析模型，甚至探讨了政策法规在推动或阻碍技术采纳过程中的作用。这种宏观与微观结合的方式，使得这本书的受众面拓宽了不少，它不仅能为工程师提供技术蓝图，也能为政策制定者提供决策参考。语言风格上，这本书的行文非常具有逻辑性和说服力，论证过程层层递进，很少有模糊不清的表述。它成功地将复杂的技术概念转化为清晰的逻辑框架，虽然专业术语不少，但作者总能通过精妙的比喻或历史背景的铺陈，帮助读者建立起直观的理解，使得阅读过程虽然需要思考，却也充满乐趣。

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