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第1章 水相吸附概论 1

1.1 水相污染物及特点 1

1.1.1 固体污染物及其去除 1

1.1.2 生物污染物及其去除 2

1.1.3 需氧有机污染物及其去除 2

1.1.4 富营养性污染物及其去除 3

1.1.5 感官污染物及其去除 5

1.1.6 酸、碱、盐类污染物及其去除 6

1.1.7 有毒污染物及其去除 7

1.1.8 油类污染物及其去除 10

1.1.9 热污染物及其去除 13

1.2 吸附法发展概论 13

1.2.1 吸附理论 13

1.2.2 吸附剂及其再生 20

1.2.3 吸附法在污水处理中的应用 24

1.3 影响水相吸附的因素 26

1.3.1 吸附的影响因素 28

1.3.2 吸附剂与吸附质的相互作用 32

1.4 水相吸附材料发展现状 37

1.4.1 水相吸附的简介 37

1.4.2 水相吸附材料的发展 38

1.4.3 水相吸附材料的应用 38

1.4.4 水相吸附材料的展望 43

1.5 水相吸附材料研究方法 47

1.5.1 水相吸附材料的组成结构表征 47

1.5.2 吸附材料的吸附机理及其研究方法 50

参考文献 52

第2章 典型的水相吸附材料 57

2.1 无机吸附材料 57

2.1.1 活性炭 57

2.1.2 沸石 62

2.1.3 硅胶 65

2.1.4 活性氧化铝 67

2.1.5 黏土矿物 69

2.1.6 其他无机吸附材料 74

2.2 高分子吸附材料 75

2.2.1 离子交换树脂吸附剂 77

2.2.2 螯合树脂吸附剂 86

2.2.3 天然高分子改性吸附剂 93

2.3 纳米吸附材料 103

2.3.1 碳纳米管 103

2.3.2 石墨烯 107

2.3.3 富勒烯 110

2.3.4 纳米金属氧化物 111

2.3.5 其他纳米吸附材料 114

2.4 水相吸附材料的设计和展望 115

参考文献 116

第3章 结构自生长吸附材料 121

3.1 引言 121

3.2 结构自生长吸附材料的设计和制备 121

3.2.1 硅微粉-牡蛎壳结构自生长吸附材料的设计和制备 121

3.2.2 铝质-牡蛎壳结构自生长吸附材料的设计和制备 128

3.2.3 免烧结构自生长吸附材料 132

3.3 结构自生长吸附材料的性能表征 133

3.3.1 结构自生长吸附材料结构、表面特性表征方法 134

3.3.2 牡蛎壳特性表征 135

3.3.3 硅微粉牡蛎壳结构自生长吸附材料的表征 137

3.4 结构自生长吸附材料去除水相中重金属的特性和机理 138

3.4.1 重金属水污染的现状及处理方法 138

3.4.2 硅微粉-牡蛎壳结构自生长吸附材料除铅实验结果分析 145

3.4.3 铝质-牡蛎壳结构自生长吸附材料结构、表面特性与废水除铜关系的研究 154

3.4.4 免烧结构自生长材料的研制 178

3.5 结构自生长吸附材料去除水相中磷的特性和机理 195

3.5.1 除磷背景与方法介绍 195

3.5.2 硅微粉-牡蛎壳结构自生长吸附材料去除水相中磷的特性和机理 201

3.5.3 铝质-牡蛎壳结构自生长吸附材料去除水相中磷的特性和机理 210

3.5.4 免烧结构自生长吸附材料 225

参考文献 235

第4章 MCM-41介孔分子筛双功能吸附材料的研制 246

4.1 MCM-41的合成与应用 248

4.1.1 MCM-41的合成 248

4.1.2 MCM-41合成机理 249

4.1.3 MCM-41分子筛的应用 251

4.1.4 MCM-41对水中污染物的吸附机理 253

4.1.5 功能化方法及应用 254

4.1.6 功能化MCM-41的合成 257

4.1.7 功能化MCM-41分子筛的应用 258

4.1.8 本章主要研究内容 263

4.1.9 研究的目的意义 263

4.2 实验方法 264

4.2.1 实验内容 264

4.2.2 实验路线 265

4.2.3 实验与设备 266

4.2.4 表征方法 267

4.2.5 吸附实验 269

4.2.6 数据分析方法 270

4.3 MCM-41合成、表征及吸附性能研究 273

4.3.1 MCM-41的制备 273

4.3.2 MCM-41的表征 273

4.3.3 MCM-41除铅及锰酸根影响因素探讨 277

4.4 单一功能化MCM-41的研制及吸附性能研究 281

4.4.1 单一功能化MCM-41的制备 282

4.4.2 Al-MCM-41和MCM-41-NN的表征 283

4.4.3 Al-MCM-41吸附Pb2＋效果 286

4.4.4 MCM-41-NN吸附MnO的效果 288

4.5 双功能化MCM-41吸附材料的研制及吸附性能研究 291

4.5.1 双功能化Al-MCM-41-NN的制备 292

4.5.2 Al-MCM-41-NN的表征 292

4.5.3 Al-MCM-41-NN除Pb2＋和MnO -4影响因素探讨 297

参考文献 302

第5章 SBA-15双功能介孔吸附材料的研制 310

5.1 水污染现状、危害及治理方法 310

5.1.1 含离子废水来源及危害 310

5.1.2 含离子废水治理方法 310

5.1.3 介孔材料简介 313

5.1.4 介孔材料的分类 313

5.1.5 介孔材料的合成方法 314

5.1.6 介孔材料的合成机理 315

5.1.7 介孔材料的修饰及改性方法 316

5.1.8 功能化介孔材料在离子吸附方面的应用 318

5.2 SBA-15双功能介孔吸附材料的制备与表征 321

5.2.1 实验药品和仪器 322

5.2.2 样品的制备 322

5.2.3 材料的表征与结果 325

5.2.4 小结 334

5.3 SBA-15双功能介孔吸附材料的吸附研究 334

5.3.1 实验准备 334

5.3.2 Cu2＋和Cr2 O27-共吸附影响因素探究 336

5.3.3 不同功能化吸附剂同时除Cu2＋和Cr2 O27-的比较 338

5.3.4 吸附热力学研究 339

5.3.5 等温吸附研究 341

5.3.6 吸附动力学研究 345

5.3.7 吸附机理分析 350

5.3.8 吸附量与文献值的比较 352

5.3.9 小结 353

5.4 SBA-15双功能介孔吸附材料再生性及稳定性研究 353

5.4.1 实验准备 354

5.4.2 实验内容 354

5.4.3 再生AG-SBA-15的表征分析 355

5.4.4 再生结果与讨论 358

5.5 小结 359

参考文献 360

第6章 新型水相吸附材料及应用展望 368

6.1 新型水相吸附材料的优势 368

6.1.1 水污染应急吸附 368

6.1.2 空气中污染物的吸附 369

6.1.3 有机化合物的吸附 369

6.2 吸附新兴污染物 370

6.2.1 持久性有机污染物 370

6.2.2 药物和个人护肤品 370

6.2.3 内分泌干扰物 371

6.3 新型水相吸附材料的发展 372

6.3.1 高效廉价吸附材料 372

6.3.2 吸附-降解多功能复合材料 372

6.3.3 纳米吸附材料 373

参考文献 374