环境纳米科学与技术PDF电子书下载

第1章 环境功能纳米材料的制备 1

1.1 引言 1

1.2 环境功能纳米材料的制备技术 2

1.2.1 气相法 2

1.2.2 液相法 12

1.2.3 固相法 26

1.2.4 其他方法 29

1.3 环境功能纳米材料的功能化 31

1.3.1 环境纳米吸附材料的功能化 32

1.3.2 环境纳米催化材料的功能化 33

1.3.3 环境纳米分离分析材料的功能化 34

1.3.4 环境纳米传感材料的功能化 34

参考文献 36

第2章 纳米材料的表征和分析测定 39

2.1 引言 39

2.2 纳米材料的定性表征与定量 39

2.2.1 颗粒形貌表征 39

2.2.2 颗粒表面表征 44

2.2.3 晶体结构与微环境 47

2.2.4 颗粒组成 50

2.2.5 颗粒浓度 58

2.3 环境和生物介质中纳米材料的分离富集 59

2.3.1 液液萃取 59

2.3.2 固相萃取 60

2.3.3 浊点萃取 61

2.3.4 场流分级技术 63

2.3.5 尺寸排阻色谱技术 65

2.3.6 电泳技术 66

2.3.7 密度梯度离心技术 68

2.3.8 其他分离方法 69

2.4 结论与展望 69

参考文献 70

第3章 纳米材料在污染物吸附去除中的应用 74

3.1 引言 74

3.2 吸附过程与原理 74

3.2.1 吸附的基本原理 74

3.2.2 吸附的过程与模型 76

3.3 纳米吸附材料及特性 81

3.3.1 常用的纳米吸附材料 81

3.3.2 纳米材料的吸附特性 82

3.4 纳米材料吸附去除水中有机污染物 85

3.4.1 吸附机理 85

3.4.2 吸附动力学过程 86

3.4.3 吸附热力学过程 90

3.4.4 影响因素 97

3.5 纳米材料吸附去除水中重金属离子 99

3.5.1 吸附机理 99

3.5.2 吸附动力学过程 100

3.5.3 吸附热力学过程 103

3.5.4 影响因素 106

3.6 纳米材料吸附去除水中无机阴离子 110

3.6.1 吸附机理 110

3.6.2 吸附动力学过程 110

3.6.3 吸附热力学过程 112

3.6.4 影响因素 113

3.7 纳米材料在吸附处理工程中应用的设计原则和要求 114

3.7.1 吸附处理单元的设计原则 114

3.7.2 纳米吸附材料的固液分离要求 114

3.7.3 纳米吸附材料的再生技术要求 115

参考文献 115

第4章 纳米材料在水环境污染物催化降解中的应用 119

4.1 引言 119

4.2 纳米电催化材料 120

4.2.1 纳米贵金属 121

4.2.2 贵金属复合纳米碳材料 124

4.2.3 纳米碳材料 125

4.2.4 纳米金属氧化物 126

4.2.5 纳米聚合物 127

4.2.6 纳米电催化在水污染控制中的潜在应用 128

4.3 纳米光催化材料 132

4.3.1 纳米异质结材料 133

4.3.2 光子晶体 137

4.3.3 等离子共振材料 138

4.3.4 高活性晶面优势暴露材料 140

4.3.5 金属有机框架光催化材料 141

4.3.6 无金属可见光响应纳米光催化材料 142

4.3.7 纳米光催化在水污染控制中的潜在应用 147

4.4 纳米臭氧催化材料 148

4.4.1 纳米金属氧化物 149

4.4.2 纳米碳材料 151

4.4.3 介孔载体及介孔催化剂 153

参考文献 154

第5章 纳米技术在环境分析中的应用 157

5.1 引言 157

5.2 纳米技术在环境样品前处理中的应用 157

5.2.1 碳纳米材料固相萃取和固相微萃取 160

5.2.2 金属氧化物纳米材料固相萃取和固相微萃取 166

5.2.3 聚合物纳米材料固相萃取和固相微萃取 171

5.2.4 金属纳米材料固相萃取 175

5.3 纳米技术在分离分析中的应用 176

5.3.1 纳米技术在色谱分离分析中的应用 177

5.3.2 纳米技术在毛细管电泳和开管柱电色谱中的应用 180

5.3.3 纳米技术在微流控芯片毛细管电泳中的应用 182

5.4 纳米传感技术在环境分析中的应用 183

5.4.1 碳纳米材料传感技术 184

5.4.2 金属纳米材料传感技术 189

5.4.3 硅基纳米材料传感技术 193

5.4.4 半导体量子点传感技术 194

5.5 总结 199

参考文献 200

第6章 纳米材料在环境中的转化 208

6.1 引言 208

6.2 人工纳米材料的使用与环境释放 208

6.3 环境介质中纳米材料的迁移与分布 211

6.4 环境介质中纳米材料的转化 212

6.4.1 物理转化 212

6.4.2 化学转化 215

6.4.3 生物转化 215

6.5 典型纳米材料在环境中的转化行为 215

6.5.1 纳米银 215

6.5.2 零价纳米铁 223

6.5.3 金属氧化物纳米材料 224

6.5.4 碳纳米材料 227

6.6 问题与展望 231

参考文献 231

第7章 人工纳米材料的环境效应与安全性评价 238

7.1 纳米材料的毒性效应与安全性 239

7.1.1 纳米材料的暴露与毒性 239

7.1.2 纳米材料的跨膜运输 240

7.1.3 纳米材料与生物大分子的相互作用 242

7.1.4 纳米材料的生物降解 243

7.1.5 纳米材料的毒性效应 246

7.1.6 影响纳米材料毒性的因素 257

7.1.7 纳米材料的毒性作用机制 261

7.2 纳米材料的环境与生态效应 267

7.2.1 生物对环境中纳米材料的摄取、积累与毒性 268

7.2.2 纳米粒子的食物链传递 270

7.2.3 纳米材料的生物有效性 271

7.2.4 纳米材料的生态毒理学效应 273

参考文献 281

索引 293