多孔碳的合成与应用

　　本书共分5章，第1章重点论述了孔结构在碳材料中的重要性。第2章是多孔碳的合成、制备与改性技术，特别是对微孔碳、介孔碳、大孔碳的设计、控制。第3章是多孔碳在能量存储和转化中的应用，特别是在各类电池和超级电容器中的特点。第4章是多孔碳的环境应用，主要是吸附、净化和催化方面。第5章是总结与展望。 由于多孔碳材料的制备与应用不断扩大，教学科研需求十分旺盛。该书系统总结了最近十多年来，在碳化技术发展和能源环保应用上的新成果、新趋势，特别是包含了从前驱体、制备技术、表征到应用的各个方面，力求从机理上理解多孔碳材料的特点。既有科普性，又有前沿性。 碳材料无论在工业界还是学术界，都有着非常重要的地位。随着富勒烯和石墨烯获得了诺贝尔奖，国内外研究如火如荼。多孔碳材料是一种新型功能材料，近年来发展快速，无论是制备，还是应用，特别是在能量转化和存储方面，在环境保护方面得到了前所未有的应用，因此也吸引了众多研究人员的注意力。目前，不但大中专学校和科研院所的教学和科研工作急需该类教材，而且工商企业的技术人员也非常渴望在生产科研中能够指导和参考。应该说具有较广泛的读者群（包括无机材料工作者、能源工作者、环境科学工作者、电子材料研究人员、核科学工作者、生态科学研究者等）。

　　稻垣道夫，日本北海道大学荣休教授，著名碳材料科学家，从事碳材料研究已有50多年。2005年，他因为对碳材料科技的突出贡献获得了SGL碳科学奖；2009年获得了中国碳材料国际合作杰出成就奖；2011年，由于对国际碳材料科学的杰出贡献，他获得了Peter A. Thrower奖。已经发表学术论文五百多篇和出版过7本著作。糸井弘行是日本爱知工业大学工学院副教授，主要研究储能材料和储氢材料，特别是在多孔材料和催化反应方面成果显著。康飞宇，清华大学材料学院教授，清华大学深圳国际研究生院副院长。长期从事碳材料及其在能源与环境中应用的研究，特别是石墨及石墨烯应用于锂离子电池的关键技术问题，推动了我国天然石墨深加工技术和高安全性可充电电池的发展。相关成果获得了2017年国家发明二等奖、2019年深圳市市长奖。在国内外学术期刊上发表500多篇论文，合作出版英文著作4部和中文著作2部。

1. Introduction 1 
1.1 Carbon materials 1 
1.2 Pores in carbon materials 8 
1.3 Identi.cation and evaluation of pores in carbons 11 
1.4 Purposes and construction of this book 22 
1.5 Abbreviations of technical terms employed 24 References 28 
2. Syntheses of porous carbons 31 
2.1 Microporous carbons 32 
2.2 Mesoporous carbons 85 
2.3 Macroporous carbons 145 
2.4 Hierarchically porous carbons 198 References 212 
3. Porous carbons for energy storage and conversion 239 
3.1 Rechargeable batteries 241 
3.2 Supercapacitors 316 
3.3 Hybrid cells 369 
3.4 Fuel cells 407 
3.5 Hydrogen storage 441 
3.6 Storage of methane and methane hydrate 461 
3.7 Thermal energy storage 472 References 497 
4. Porous carbons for environment remediation 541 
4.1 Adsorption 542 
4.2 Gas separation 645 
4.3 Capacitive deionization 661 
4.4 Electromagnetic interference shielding 700 
4.5 Sensing 725 References 764 
vi Contents 
5. Concluding remarks and prospects 803 
5.1 Concluding remarks 803 
5.2 Constraint and reaction space in carbons, pores 811 References 843 
Index 849