译者前言
吸附现象很早就为人们所认识,比如古时候活性炭就被用来脱色和除味。而对吸附原理及应用的研究则是在最近的几十年间才迅速发展起来,并对我们的生产生活产生了重要影响,比如许多具有优良性能的吸附剂和催化剂的开发。这本由法国蒙比利埃大学G. Maurin教授等五位作者合著的《粉末与多孔固体材料的吸附》,正是将最重要的粉末以及固态多孔物质的吸附原理、方法和应用进行了总结性回顾,能够为在相关领域从事学习和研究的人员带来全面、系统的基础知识方面的帮助。
全书共分为14章,其中第1~6章主要介绍气-固、液-固界面上吸附的热力学和方法学,以及吸附相关的基础理论和模拟研究,第7~9章主要介绍如何通过气体吸附法测定表面积以及如何对介孔和微孔进行评估,第10~14章则分别具体介绍了每一类典型的吸附材料,包括活性炭、金属氧化物、黏土、沸石、有序介孔材料、金属有机框架材料等。这种章节布局既能让初学者由简至深全面了解吸附的基本概念和理论,又能让研究者直奔主题查阅感兴趣的相关内容。
本书的翻译工作主要由陈建博士、周力博士和王奋英博士承担,还有几位研究生在初稿的翻译过程中也做了相应的工作。其中,在翻译初稿中,第1章由南昌大学周力博士承担,第2、9、14章由南昌大学的研究生袁雅芬承担,第3、4、10~13章由浙江师范大学的陈建博士承担,第5~8章由南昌大学王奋英博士承担;在二次审校定稿中,第1~9、13、14章由周力博士完成,第10~12章由王奋英博士完成。非常感谢各位译者在时间和精力上的付出,尤其是赵耀鹏博士在百忙之中为解答各种疑问所付出的辛劳。也特别感谢化学工业出版社的支持以及为稿件后期的处理所付出的辛勤工作。
受译者理论知识水平所限,书中难免会存在疏漏之处,欢迎读者朋友们提出,以帮助我们纠正。最后,希望这本译著能够为各个层次阅读者的学习和工作带来有益的作用。
第二版前言
本书第二版的主要目标与第一版相同,那就是:努力对粉末和多孔固体吸附气体和液体的原理、方法及应用进行一个介绍性的回顾。
本书的着重点也如第一版,在于对实验数据的确定和解释,特别是具有技术重要性的吸附剂的表征。在过去的14年中,发展有序孔隙结构和模拟确定吸附体系这些技术领域获得了相当的进展。然而,仍有问题尚未解决,主要是对无序吸附剂表面积和孔径分布的评定。细心的读者将会发现一些章节出现了不同的观点,而我们希望这些能够激发未来更多的研究与讨论。
在第二版的撰写过程中我们意识到,在经典著作的背景下,非专业人员去理解吸附科学最新进展的范围和限制,是件越来越难的事。因此,我们试图去总结和解释更重要的与多孔和非孔物质表面性质表征相关的进展的意义。
第二版新增的一个新章节是模拟多孔固体的吸附,这部分内容应该能够引起那些希望理解计算过程目的与意义的实验者的兴趣;新增的另一个章节主要介绍金属有机框架(MOF)结构的吸附性质,这一方向在最近数年引起了许多关注。本书的其余部分也做了大幅修改,大部分主题都进行了重新排列和扩充,以使每个章节都尽量自成体系。
为解释和应用吸附方法提供有用的指导,我们挑选了我们自己和其他相关研究中的特殊例子,来论证每个章节中的原理。实际上,过去14年发表的关于吸附的新作品,其数量太多,并不适合在本书这样的篇幅中有效讨论,因此,我们不得不放弃对一些杰出科学家优秀作品的引用。
本书中表达的许多观点间接地受益于我们与众多合作者和朋友间无数次富有成果且愉快的讨论。当然,所有直接相关的著作都以参考文献的形式列在每章的最后。还有一些人值得特别提出感谢。除了第一版序言中出现的名字外,我们还要感谢:Peter Branton, Donald Carruthers, Renaud Denoyel, Tina Dren, Erich Mller, Alex Neimark, Jehane Ragai, Paco Rodriguez-Reinoso, Randall Snurr, John Meurig Thomas, Petr Nachtigall, Matthias Thommes, Klaus Unger和Ruth Williams。感谢他们长期以来的支持与鼓励。
第一版前言
吸附过程持续增长的重要性(比如,在分离技术中、工业催化和污染控制中)导致新型吸附剂和催化剂方面的科技文献不断增加。而且,在过去的几十年中,各种各样的新程序也被引入到对吸附数据的解释中,特别是对微孔和介孔吸附的分析。最新的进展,比如吸附能量学、网络渗流和密度泛函理论,相对于比较传统的表面覆盖和孔隙填充理论,其意义越来越难以评价,这已经毫不奇怪了。
在本书中,我们努力对粉末和多孔固体吸附气体和液体的原理、方法及应用进行一个介绍性的回顾。我们特别希望本书能够为那些从事吸附研究的所有学生和非专业人士提供参考。我们也相信本书中的一些章节,能够引起那些直接或间接关注分类详细的多孔固体材料的科学家、工程师和技术人员的兴趣。
我们明白现在很少有人能够有时间或者愿意逐页地去阅读一本科学书籍,而且,也知道有些读者希望查找的是简明的基本原理或方法,另一些读者则对比如活性炭或者氧化物的吸附性质更感兴趣。因为一些原因,我们没有采用更传统一些的物质分类方法,即每种理论之后紧跟着对它应用的详细描述。相反,这本书的结构框架是这样的:第1~5章对吸附的原理、热力学和方法学进行一个总的概述;第6~8章运用吸附方法讨论表面积和孔径大小(也是概述);第9~12章介绍并讨论各种不同吸附剂(活性炭、氧化物、黏土、分子筛)的一些典型吸附等温线和能量学;第13章给出结论和推荐。
这本书通篇的重点在于确定和解释吸附平衡和其中的能量学,而不太强调吸附动力学和化学工程方面的问题,当然这二者都是非常重要的课题,留给其他作者来完成。因为我们是想为吸附科学的初学者提供一些有用指导,所以我们的方式在一定程度上还是循规蹈矩的。基于此,本书并不能给出有关粉末与多孔固体吸附方方面面的全面讨论,而且其中涉及的物质也是有限的。鉴于书中只是选取了部分论文和其他优秀的研究成果,有可能会引起国际吸附协会一些成员的不快。对此,我们只能解释为书中第13章中总结的,选取的内容只是出于解释和说明吸附最基本原理的需要。
本书中的许多观点是在过去三四十年间由无数的合作研究发展而来的。许多合作者的名字就列在每章末尾给出的参考文献中。我们真诚地感谢所有同意此书出版的作者和出版商。为了保持清晰和比如数据单位的一致性,大部分的图片都经过了修改。
对以下合作者提供的信息我们要表达衷心的谢意,他们分别是:D. Avnir, F.S. Baker, F. Bergaya, M. Bienfait, R.H. Bradley, P.J. Branton, P.J.M. Carrott, J.M. Cases, B.R. Davis, M. Donohue, D.H. Everett, G. Findenegg, A. Fuchs, P. Grange, K.E. Gubbins, K. Kaneko, N.K. Kanellopoulos, W.D. Machin, A. Neimark, D. Nicholson, T. Otowa, R. Pellenq, F. Rodriguez- Reinoso, N.A. Seaton, J.D.F. Ramsay, G.W. Scherer, W.A. Steele, F. Stoeckli, J. Suzanne, J. Meurig Thomas, K.K. Unger和H. Van Damme。
特别的感谢要送给给予了我们很多宽容与鼓励的Y. Grillet, R. Denoyel和P.L. Llewellyn,还有为本书提供高质量插图的P. Chevrot以及在本书出版过程中始终如一辛勤工作的M.F. Fiori女士。
最后,我们还要在此表达对S. John Gregg博士的深深敬意,他用超过60年时间,为吸附和表面科学领域做出了领袖型的贡献。