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【内容】
本书结合水净化材料的发展趋势和作者多年的研究成果，重点阐述新型高效锰基水净化材料的设计、合成、表征、测试和应用等。全书共七章，第1章主要概述水体中常见的主要污染物；第2章从物理法、化学法和生物法三个方面概述常见的水净化处理技术；第3章至第7章为作者的原创性科研成果，分别介绍五种新型高效锰基水净化材料：单组分锰基纳米净化材料、铜锰基纳米净化材料、铁锰基纳米净化材料、钙锰基纳米净化材料和生物质锰钙复合纳米净化材料的设计、合成、表征和水净化功效研究。本书可供从事纳米、表面、界面科学相关的科研和工程技术人员参考，也可作为材料、环境、化学、化工等学科的研究生和高年级本科生的教学参考书。
【目录】
前言
第1章 水体中的污染物1
1.1 无机污染物1
1.1.1 无机无毒物2
1.1.2 无机有毒物3
1.2 污染物4
1.2.1 挥发性污染物4
1.2.2 半挥发性污染物8
1.3 其他污染物10
1.3.1 病原微生物10
1.3.2 水体油污染11
1.3.3 水体感官性污染11
1.3.4 水体“富营养化”12
1.3.5 水体热污染12
1.3.6 放射性污染13
1.4 本章小结13
参考文献14
第2章 常见的水净化处理技术16
2.1 物理法16
2.1.1 吸附法17
2.1.2 膜分离法18
2.1.3 溶剂萃取法19
2.1.4 气浮法20
2.1.5 磁分离法21
2.2 化学法21
2.2.1 化学沉淀法22
2.2.2 化学混凝法22
2.2.3 离子交换法23
2.2.4 光催化法24
2.2.5 电解法25
2.2.6 超临界水氧化法25
2.2.7 臭氧氧化法26
2.2.8 芬顿法27
2.3 生物法28
2.3.1 生物膜法29
2.3.2 活性污泥法29
2.3.3 人工湿地法30
2.4 本章小结31
参考文献31
第3章 单组分锰基纳米净化材料34
3.1 锰基纳米组装材料研究34
3.1.1 低维纳米材料34
3.1.2 纳米组装材料35
3.1.3 纳米组装材料的合成方法36
3.1.4 锰基纳米组装材料及其研究意义40
3.2 样品制备与表征44
3.2.1 实验试剂及仪器设备44
3.2.2 样品的主要表征方法45
3.2.3 实验的主要溶液配制48
3.2.4 性能测试49
3.3 材料的合成及性能50
3.3.1 Mn3O4与Mn2O3的制备51
3.3.2 Mn3O4与Mn2O3的物相、形貌、结构分析51
3.3.3 Mn3O4与Mn2O3对苯酚降解效率和TOC分析54
3.3.4 Mn3O4与Mn2O3降解苯酚前后的XPS分析56
3.3.5 Mn3O4与Mn2O3对苯酚的降解机理59
3.3.6 Mn3O4与Mn2O3的Mn离子溶出率和回收循环实验63
3.3.7 Mn3O4与Mn2O3降解混合性污染物65
3.4 本章小结66
参考文献66
第4章 铜锰基纳米净化材料74
4.1 Mn-Cu纳米材料的制备75
4.2 Mn-Cu样品的物相、形貌、结构分析75
4.2.1 Mn-Cu样品的XRD物相分析75
4.2.2 Mn-Cu样品的SEM和TEM的微观结构形貌分析76
4.2.3 Mn-Cu样品的AFM结构分析和BET分析78
4.3 Mn-Cu样品的FTIR分析和TGA79
4.4 Mn-Cu样品的拉曼光谱分析80
4.5 Mn-Cu样品结构形貌的形成机制探究81
4.5.1 Mn-Cu样品的XPS分析81
4.5.2 Mn-Cu-0.1的形貌演变过程82
4.5.3 Mn-Cu-0.3的形貌演变过程84
4.5.4 Cl-对Mn-Cu样品的作用机制86
4.5.5 CuCl2加入前后对样品形貌的影响88
4.5.6 Mn-Cu样品的形成机理89
4.6 Mn-Cu样品对于甲基蓝的降解性能探究89
4.7 本章小结91
参考文献91
第5章 铁锰基纳米净化材料95
5.1 铁基纳米材料的分类与合成方式95
5.1.1 铁单质和铁合金材料95
5.1.2 铁系化合物和复合铁系纳米材料96
5.2 Fe3O4纳米吸附剂的合成与改性方法96
5.2.1 Fe3O4纳米吸附剂的合成方法97
5.2.2 Fe3O4纳米吸附剂的表面修饰改性97
5.3 Fe3O4纳米材料的性能分析及其选择吸附性能研究99
5.3.1 Fe3O4纳米材料的性能分析99
5.3.2 Fe3O4磁性纳米材料对Pb2+的吸附影响因素探讨104
5.3.3 模拟铅锌尾矿工业废水中对Pb2+的选择吸附106
5.3.4 吸附等温线108
5.3.5 低浓度复杂离子体系中的吸附状况109
5.3.6 吸附机理探究110
5.4 铁锰基纳米净化材料的性能分析及其选择吸附性能研究112
5.4.1 铁锰基纳米净化材料的制备113
5.4.2 铁锰基纳米净化材料的表征113
5.4.3 铁锰基纳米净化材料吸附Pb2+影响因素探讨121
5.4.4 模拟铅锌尾矿工业废水中对Pb2+的选择吸附125
5.4.5 吸附等温线130
5.4.6 低浓度复杂离子体系中的吸附状况132
5.4.7 吸附机理探究135
5.4.8 吸附-再生循环实验138
5.5 本章小结139
参考文献140
第6章 钙锰基纳米净化材料143
6.1 多级纳米结构材料143
6.1.1 多级纳米结构材料概述143
6.1.2 纳米材料在环境废水处理中的应用143
6.1.3 本章的创新点145
6.2 实验部分145
6.2.1 钙锰基纳米净化材料的合成、表征及其性能研究145
6.2.2 钙锰基纳米净化材料的组成结构表征145
6.2.3 模拟废水的配置148
6.2.4 测试方法149
6.3 钙锰基纳米净化材料的制备及其性能研究149
6.3.1 样品的制备150
6.3.2 样品的表征151
6.3.3 样品的性能测试157
6.3.4 机理探究163
6.3.5 循环性能试验170
6.4 本章小结173
参考文献174
第7章 生物质锰钙复合纳米净化材料179
7.1 生物废弃物转化为功能纳米材料的研究179
7.1.1 生物废弃物179
7.1.2 生物废弃物的应用180
7.2 生物质锰钙复合纳米净化材料的合成及其表征182
7.2.1 实验原料与仪器182
7.2.2 样品制备183
7.2.3 生物质锰钙复合纳米净化材料的表征与结果185
7.2.4 生物质锰钙复合纳米净化材料的生长机理188
7.3 生物质锰钙复合纳米净化材料的性能研究及合成策略普适性192
7.3.1 实验准备192
7.3.2 生物质锰钙复合纳米净化材料对Pb2+的超高吸附容量193
7.3.3 生物质锰钙复合纳米净化材料对其他重金属离子的处理能力194
7.3.4 生物质锰钙复合纳米净化材料与分析纯Mn3O4性能对比195
7.3.5 生物质锰钙复合纳米净化材料的吸附影响因素探究195
7.3.6 生物质锰钙复合纳米净化材料的等温吸附研究197
7.3.7 生物质锰钙复合纳米净化材料的吸附动力学研究199
7.3.8 生物质锰钙复合纳米净化材料的吸附机理分析200
7.3.9 生物质锰钙复合纳米净化材料吸附后样品分析202
7.3.10 生物质锰钙复合纳米净化材料的吸附容量与文献值的比较203
7.3.11 探究前驱体比例对性能的影响204
7.3.12 普适性研究206
7.4 规则花状结构生物质锰钙复合纳米净化材料的制备
及应用拓展207
7.4.1 实验方法207
7.4.2 材料的表征与结果208
7.4.3 花状生物质锰钙复合纳米净化材料生长机理初步探究212
7.4.4 花状生物质锰钙复合纳米净化材料的应用及其拓展219
7.5 本章小结220
参考文献222
第1章 水体中的污染物1
1.1 无机污染物1
1.1.1 无机无毒物2
1.1.2 无机有毒物3
1.2 污染物4
1.2.1 挥发性污染物4
1.2.2 半挥发性污染物8
1.3 其他污染物10
1.3.1 病原微生物10
1.3.2 水体油污染11
1.3.3 水体感官性污染11
1.3.4 水体“富营养化”12
1.3.5 水体热污染12
1.3.6 放射性污染13
1.4 本章小结13
参考文献14
第2章 常见的水净化处理技术16
2.1 物理法16
2.1.1 吸附法17
2.1.2 膜分离法18
2.1.3 溶剂萃取法19
2.1.4 气浮法20
2.1.5 磁分离法21
2.2 化学法21
2.2.1 化学沉淀法22
2.2.2 化学混凝法22
2.2.3 离子交换法23
2.2.4 光催化法24
2.2.5 电解法25
2.2.6 超临界水氧化法25
2.2.7 臭氧氧化法26
2.2.8 芬顿法27
2.3 生物法28
2.3.1 生物膜法29
2.3.2 活性污泥法29
2.3.3 人工湿地法30
2.4 本章小结31
参考文献31
第3章 单组分锰基纳米净化材料34
3.1 锰基纳米组装材料研究34
3.1.1 低维纳米材料34
3.1.2 纳米组装材料35
3.1.3 纳米组装材料的合成方法36
3.1.4 锰基纳米组装材料及其研究意义40
3.2 样品制备与表征44
3.2.1 实验试剂及仪器设备44
3.2.2 样品的主要表征方法45
3.2.3 实验的主要溶液配制48
3.2.4 性能测试49
3.3 材料的合成及性能50
3.3.1 Mn3O4与Mn2O3的制备51
3.3.2 Mn3O4与Mn2O3的物相、形貌、结构分析51
3.3.3 Mn3O4与Mn2O3对苯酚降解效率和TOC分析54
3.3.4 Mn3O4与Mn2O3降解苯酚前后的XPS分析56
3.3.5 Mn3O4与Mn2O3对苯酚的降解机理59
3.3.6 Mn3O4与Mn2O3的Mn离子溶出率和回收循环实验63
3.3.7 Mn3O4与Mn2O3降解混合性污染物65
3.4 本章小结66
参考文献66
第4章 铜锰基纳米净化材料74
4.1 Mn-Cu纳米材料的制备75
4.2 Mn-Cu样品的物相、形貌、结构分析75
4.2.1 Mn-Cu样品的XRD物相分析75
4.2.2 Mn-Cu样品的SEM和TEM的微观结构形貌分析76
4.2.3 Mn-Cu样品的AFM结构分析和BET分析78
4.3 Mn-Cu样品的FTIR分析和TGA79
4.4 Mn-Cu样品的拉曼光谱分析80
4.5 Mn-Cu样品结构形貌的形成机制探究81
4.5.1 Mn-Cu样品的XPS分析81
4.5.2 Mn-Cu-0.1的形貌演变过程82
4.5.3 Mn-Cu-0.3的形貌演变过程84
4.5.4 Cl-对Mn-Cu样品的作用机制86
4.5.5 CuCl2加入前后对样品形貌的影响88
4.5.6 Mn-Cu样品的形成机理89
4.6 Mn-Cu样品对于甲基蓝的降解性能探究89
4.7 本章小结91
参考文献91
第5章 铁锰基纳米净化材料95
5.1 铁基纳米材料的分类与合成方式95
5.1.1 铁单质和铁合金材料95
5.1.2 铁系化合物和复合铁系纳米材料96
5.2 Fe3O4纳米吸附剂的合成与改性方法96
5.2.1 Fe3O4纳米吸附剂的合成方法97
5.2.2 Fe3O4纳米吸附剂的表面修饰改性97
5.3 Fe3O4纳米材料的性能分析及其选择吸附性能研究99
5.3.1 Fe3O4纳米材料的性能分析99
5.3.2 Fe3O4磁性纳米材料对Pb2+的吸附影响因素探讨104
5.3.3 模拟铅锌尾矿工业废水中对Pb2+的选择吸附106
5.3.4 吸附等温线108
5.3.5 低浓度复杂离子体系中的吸附状况109
5.3.6 吸附机理探究110
5.4 铁锰基纳米净化材料的性能分析及其选择吸附性能研究112
5.4.1 铁锰基纳米净化材料的制备113
5.4.2 铁锰基纳米净化材料的表征113
5.4.3 铁锰基纳米净化材料吸附Pb2+影响因素探讨121
5.4.4 模拟铅锌尾矿工业废水中对Pb2+的选择吸附125
5.4.5 吸附等温线130
5.4.6 低浓度复杂离子体系中的吸附状况132
5.4.7 吸附机理探究135
5.4.8 吸附-再生循环实验138
5.5 本章小结139
参考文献140
第6章 钙锰基纳米净化材料143
6.1 多级纳米结构材料143
6.1.1 多级纳米结构材料概述143
6.1.2 纳米材料在环境废水处理中的应用143
6.1.3 本章的创新点145
6.2 实验部分145
6.2.1 钙锰基纳米净化材料的合成、表征及其性能研究145
6.2.2 钙锰基纳米净化材料的组成结构表征145
6.2.3 模拟废水的配置148
6.2.4 测试方法149
6.3 钙锰基纳米净化材料的制备及其性能研究149
6.3.1 样品的制备150
6.3.2 样品的表征151
6.3.3 样品的性能测试157
6.3.4 机理探究163
6.3.5 循环性能试验170
6.4 本章小结173
参考文献174
第7章 生物质锰钙复合纳米净化材料179
7.1 生物废弃物转化为功能纳米材料的研究179
7.1.1 生物废弃物179
7.1.2 生物废弃物的应用180
7.2 生物质锰钙复合纳米净化材料的合成及其表征182
7.2.1 实验原料与仪器182
7.2.2 样品制备183
7.2.3 生物质锰钙复合纳米净化材料的表征与结果185
7.2.4 生物质锰钙复合纳米净化材料的生长机理188
7.3 生物质锰钙复合纳米净化材料的性能研究及合成策略普适性192
7.3.1 实验准备192
7.3.2 生物质锰钙复合纳米净化材料对Pb2+的超高吸附容量193
7.3.3 生物质锰钙复合纳米净化材料对其他重金属离子的处理能力194
7.3.4 生物质锰钙复合纳米净化材料与分析纯Mn3O4性能对比195
7.3.5 生物质锰钙复合纳米净化材料的吸附影响因素探究195
7.3.6 生物质锰钙复合纳米净化材料的等温吸附研究197
7.3.7 生物质锰钙复合纳米净化材料的吸附动力学研究199
7.3.8 生物质锰钙复合纳米净化材料的吸附机理分析200
7.3.9 生物质锰钙复合纳米净化材料吸附后样品分析202
7.3.10 生物质锰钙复合纳米净化材料的吸附容量与文献值的比较203
7.3.11 探究前驱体比例对性能的影响204
7.3.12 普适性研究206
7.4 规则花状结构生物质锰钙复合纳米净化材料的制备
及应用拓展207
7.4.1 实验方法207
7.4.2 材料的表征与结果208
7.4.3 花状生物质锰钙复合纳米净化材料生长机理初步探究212
7.4.4 花状生物质锰钙复合纳米净化材料的应用及其拓展219
7.5 本章小结220
参考文献222
