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第1章环境电化学概述 1

1.1绿色化学与清洁环境 1

目 录 1

1.1.1绿色化学 2

1.1.2绿色电化学工艺技术 3

1.1.3环境电化学发展趋势 4

1.2环境介质及污染物的迁移与毒性 9

1.2.1大气污染 9

1.2.2水体与土壤污染 11

1.2.3有机污染物与无机污染物 16

1.2.4环境微生物 27

1.3.1电化学氧化与还原 28

1.3污染防治的物理化学与电化学方法 28

1.3.2电气浮与电凝聚 31

1.3.3电渗析与膜分离 34

1.3.4离子交换吸附与磁分离 36

1.3.5萃取与超临界流体萃取 38

参考文献 40

第2章环境污染物的电化学特征 42

2.1 电化学反应的作用原理 42

2.1.1电荷与质量传递 42

2.1.2电化学体系的热力学与动力学 44

2.2.1一般有机污染物 51

2.2有机污染物的电化学特征 51

2.2.2危险有机污染物 55

2.3无机污染物的电化学特征 71

2.3.1重金属污染物 71

2.3.2类金属污染物 80

2.3.3阴离子与气体污染物 87

2.3.4有机金属化合物 90

2.3.5有机硫、磷、砷衍生物 92

参考文献 99

第3章环境污染物的电化学检测 101

3.1流动注射分析 102

3.2电位传感器 105

3.2.1形态分析 108

3.2.2固体与气敏传感器 109

3.2.3流动体系 111

3.2.4电位传感器的环境分析实例 112

3.3流动相安培—库仑计与伏安—极谱检测器 115

3.3.1普通电分析池设计 115

3.3.2专用电分析池与电极尺寸 117

3.3.3双电极与阵列检测器 120

3.3.4电极材料与电极表面修饰 123

3.3.5双氧逸出与衍生作用实测 135

3.4环境污染物的安培传感器检测 137

3.5环境污染物的气敏安培传感器 145

3.6溶出分析法 149

3.6.1吸附物伏安溶出 149

3.6.2阳极溶出与检出物收集 152

3.6.3差减溶出伏安法 152

3.6.4电位滴定分析 155

3.6.5溶出分析的多种特性 157

3.6.6水中痕量元素溶出形态分析 158

3.6.7环境相关元素电化学形式分析 164

3.6.8其他环境污染物溶出分析 166

3.7污染物极谱测定 168

3.8电化学与原子光谱联合分析法 170

3.9电导检测器 172

3.10污染物光辅助检测 174

3.10.1光电化学检测 175

3.10.2光电流与荧光测定 176

3.10.3光谱电化学测定 178

参考文献 180

第4章环境污染物的电化学修复 182

4.1 电化学修复的特征与原理 182

4.1.1电修复的典型特征 182

4.1.2电流、电荷与电位 184

4.1.3电极／溶液界面与化学电池 185

4.1.4强对流池中的质量传递 190

4.2污染物的直接电解 193

4.2.1有机污染物阳极氧化分解实例 194

4.2.2无机污染物阳极氧化分解实例 202

4.2.3污染物电还原用阴极材料 204

4.2.4有机污染物阴极还原处理实例 204

4.2.5无机污染物阴极还原处理实例 205

4.3污染物间接电解 223

4.3.1可逆电极过程 223

4.3.2不可逆电极过程 228

4.3.3芬顿反应的电净化工艺 230

4.4.1导电聚合物 232

4.4电修复用新材料 232

4.3.4依pH值调控的电极过程 232

4.4.2膜与电极表面修饰制剂 237

参考文献 240

第5章环境污染物的光电化学与光催化降解 244

5.1H2O2和O3的光解与水合电子eaq的产生 245

5.2羟基自由基与水合电子的降解作用 248

5.3污染物的直接光解 250

5.4 UV/H2O2体系的作用机理与应用实例 251

5.5 UV/O3体系的作用机理与应用实例 260

5.6 UV/H2O2/O3联合降解工艺 265

5.7光电子净化剂的改进与发展 265

5.8.1光催化原理与适用范围 268

5.8多相光催化作用 268

5.8.2热力学特征 272

5.8.3半导体光催化材料构型特征 273

5.8.4光催化促进光吸收 276

5.8.5 TiO2光电极载流子动力学 280

5.8.6 TiO2光电极的光加载 285

5.8.7 TiO2光照电极界面电子与空穴迁移动力学 288

5.8.8TiO2光电极上的光催化反应 296

5.8.9反应媒介物 302

5.8.10几种光解方法的比较 307

5.8.11有机污染物的光催化氧化 309

5.8.12无机污染物的光催化处理 310

5.8.13气体污染物的气相光解作用 311

5.8.14光催化反应器的设计与展望 312

5.9金属电极的光电子发射 314

参考文献 316

第6章饮用水的电化学与光电化学净化 319

6.1饮用水的杀菌消毒法 320

6.1.1通常要求 320

6.1.2化学杀菌消毒法 320

6.1.3杀菌消毒的副产物 326

6.1.4异味的消除 328

6.2饮用水电化学杀菌消毒法 329

6.1.5有机物指示剂 329

6.2.1 电吸附微生物及其直接电子转移 330

6.2.2现场电发生杀菌剂 331

6.3高能辐射杀菌消毒法 333

6.4饮用水紫外线杀菌消毒法 334

6.4.1紫外线性能 334

6.4.2 UV发射剂量及其作用强度 336

6.4.3 UV杀菌池中悬浮化学物作用 338

6.4.4几种微生物杀菌消毒法比较 342

6.4.5光再生与亚致死UV损伤的修复 343

6.4.6流水式UV杀菌消毒法 344

6.4.7水合氯的光解脱除 345

6.4.8 UV/O3联合氧化净水工艺 347

6.5空气与饮用水光电化学杀菌消毒法 348

6.6电化学测定与微生物计数 349

参考文献 353

第7章电絮凝处理炼油废水 356

7.1 油水乳状液的表面电现象 356

7.1.1油水乳状液的界面电荷来源 359

7.1.2表面电荷双电层模型 362

7.2带电表面膜的稳定与去稳 364

7.2.1胶体体系带电稳定理论 365

7.2.2电解质使溶胶和悬浮体脱稳 367

7.3.1电括性铝凝剂 379

7.3电发生絮凝剂 379

7.3.2电凝聚的铝阳极过程 381

7.4炼油废水电净化 400

7.4.1炼油废水电净化脱硫工艺 401

7.4.2含油废水电净化微机监控系统 402

7.5电化学反应器 403

7.5.1电化学反应器设计类型 403

7.5.2 ECR性能因数与设计标准 404

参考文献 410

第8章电渗析处理涂装类废水 412

8.1 电渗析与膜电位 412

8.1.1浓差膜电位 413

8.1.2双离子电位 416

8.1.3电渗透膜 418

8.1.4电化学离子交换过程 420

8.2电泳漆及其涂装废水 423

8.2.1电泳漆与酸排水 423

8.2.2涂装酸排水电渗析工艺 425

8.2.3超滤膜及其净化工艺 428

8.3电镀与电镀废液 430

8.3.1 电渗析处理电镀废水 430

8.3.2处理电极及其净化槽 431

8.4酸洗与液膜电渗析 435

8.4.1液膜的形成与类型 435

8.4.2液膜电渗析分离重金属离子 441

8.4.3液膜分离有毒酸性气体 445

参考文献 450

第9章大气环境电化学 452

9.1气溶胶及其电裂解 452

9.2电脱硫控制SO2排放量 453

9.2.1二氧化硫与酸雨 453

9.2.2化学脱硫 455

9.2.3电化学脱硫 457

9.3电氧化脱除酸洗酸雾 461

9.3.1恶性酸雾及其电化学监控 461

9.3.2盐酸酸雾的抑制 470

9.3.3硫酸酸雾的抑制 474

9.4臭氧及其原位电氧化 488

9.4.1臭氧洞及其光氧化机理 489

9.4.2臭氧原位电发生 490

9.5 CO2的电化学转化 492

9.5.1 CO2电化学转化途径 493

9.5.2 CO2电化学还原试验结果 500

9.6电解水及其清洁能源 502

9.6.1绿色氢能源 502

9.6.2电解水制氢 505

9.6.3光电解池制氢 508

参考文献 510

附录专有名词缩写 512