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第1章 绪论 1

第2章 环境中重金属离子的危害及其污染概况 9

2.1 环境中重金属离子的来源及危害 9

2.1.1 重金属离子的来源 10

2.1.2 重金属离子的危害 16

2.2 重金属离子污染现状 47

2.2.1 国外重金属离子污染现状 47

2.2.2 国内重金属离子污染现状 50

2.3 重金属离子污染防治技术现状 58

2.3.1 土壤中重金属污染修复方法 58

2.3.2 水中重金属污染修复方法 71

2.4 重金属离子的检测分析 82

2.4.1 水中重金属的检测分析 82

2.4.2 土壤中重金属的检测分析 86

2.4.3 大气中重金属的检测分析 89

2.5 重金属离子环境质量标准 90

2.5.1 地表水中重金属环境质量标准 90

2.5.2 地下水中重金属环境质量标准 91

2.5.3 污水重金属综合排放标准 92

2.5.4 土壤中重金属环境质量标准 94

2.5.5 空气中重金属环境质量标准 95

参考文献 96

第3章 纳米材料和技术应用于重金属污染治理的研究进展 104

3.1 纳米材料概述 104

3.1.1 纳米材料的发展 105

3.1.2 纳米材料的分类 113

3.1.3 纳米材料的特性 113

3.1.4 纳米科技发展简介 116

3.1.5 国内外纳米科技发展战略和计划 120

3.1.6 纳米材料生物毒性和环境安全 124

3.2 纳米技术在环境领域的应用研究和现状 125

3.2.1 纳米光催化技术 125

3.2.2 纳米吸附性材料 140

3.2.3 纳米还原性材料 161

3.2.4 其他纳米材料 173

参考文献 174

第4章 表界面调控下纳米材料的生长、相变与反应过程中的聚集生长 182

4.1 纳米晶材料的生长动力学概述 182

4.2 纳米晶材料的生长机制 183

4.2.1 奥斯特瓦尔德熟化机制 184

4.2.2 取向接合机制 187

4.3 纳米晶相变的动力学特点及相变方式影响因素 200

4.3.1 纳米晶相变的研究意义以及热力学对相变的影响 200

4.3.2 纳米晶相变动力学特点 201

4.3.3 表面环境对相变方式的影响 202

4.3.4 反应温度对相变方式的影响 202

4.3.5 生长机制对相变方式的影响 203

4.4 研究实例：表面调控下CdS纳米晶的生长和相变机制 203

4.4.1 CdS纳米晶的生长和相变机制概述 203

4.4.2 CdS纳米晶生长与相变的实验分析 204

4.4.3 表面调控CdS纳米晶生长与相变的机制分析 208

4.4.4 小结 211

4.5 伴随纳米材料反应的非常规快速生长现象研究 211

4.5.1 反应过程中的聚集诱导晶体生长现象分析 211

4.5.2 反应过程中的聚集诱导晶体生长实验研究 213

4.6 纳米晶的快速生长现象及其在环境重金属提取中的意义 217

参考文献 218

第5章 纳米氢氧化镁在碳酸化过程中的聚集生长及其在纳米铬渣处理中的应用 226

5.1 铬渣的产生 226

5.1.1 铬盐生产行业含铬废渣的产生 227

5.1.2 氯酸盐行业含铬废渣的产生 228

5.2 含铬废渣的治理技术现状 228

5.2.1 铬渣的解毒 228

5.2.2 铬渣的应用 231

5.2.3 铬渣的防渗堆存 234

5.3 氯酸盐行业含铬纳米废渣的处理研究 234

5.3.1 高温下纳米氢氧化镁物相变化、晶体生长和Cr（Ⅵ）吸／脱附规律 235

5.3.2 常温下纳米氢氧化镁物相变化、晶体生长和Cr（Ⅵ）吸／脱附规律 249

5.4 氯酸盐行业含铬纳米废渣治理的工程化应用 258

5.4.1 工程化放大实验 258

5.4.2 工艺条件优化 260

5.4.3 放大及吨级中试 261

5.4.4 脱毒上清液的回收和利用 263

5.4.5 脱毒粉末用途开发 264

5.4.6 小结 267

参考文献 268

第6章 纳米二氧化锡快速生长研究与废渣中锡的选择性提取 270

6.1 电镀污泥的现状与特征 271

6.1.1 电镀行业现状与电镀废水的来源 271

6.1.2 电镀污泥的来源、特点及其危害 272

6.2 电镀污泥的防治技术研究现状 273

6.2.1 无害化处置技术 274

6.2.2 电镀污泥的资源化利用 277

6.3 马口铁电镀污泥资源化利用技术研究现状 282

6.3.1 锡及其化合物的性质与应用 282

6.3.2 环境中锡的危害 285

6.3.3 电镀污泥中锡的回收技术现状 285

6.3.4 快速生长应用于电镀废渣中锡的回收 288

6.4 二氧化锡纳米晶水热生长动力学基础研究 290

6.4.1 水热生长动力学实验 290

6.4.2 水热生长机制研究 291

6.4.3 生长动力学过程分析和数据拟合 294

6.4.4 影响生长速度的机制和因素 295

6.4.5 小结 298

6.5 废渣中锡的选择性回收 298

6.5.1 污泥的分析和矿化处理 298

6.5.2 含锡电镀污泥中锡的回收处理 299

6.5.3 矿化剂对形核和晶粒生长的影响 304

6.5.4 总结与展望 305

6.6 聚集度诱导的纳米二氧化锡快速生长机制 306

6.6.1 纳米晶快速生长现象和理论 306

6.6.2 水热生长动力学实验 311

6.6.3 二氧化锡超快生长动力学过程分析 314

6.6.4 聚集度诱导的纳米晶快速生长机制 324

6.6.5 小结 326

6.7 意义和展望 328

参考文献 328

第7章 纳米氢氧化镁在回收水中阴离子型重金属中的应用研究 333

7.1 纳米氢氧化镁的研究背景 333

7.1.1 作为绿色安全水处理剂的应用与优势 333

7.1.2 结构、形貌与性能 333

7.2 可再生纳米氢氧化镁富集水中低浓度Cr（Ⅵ） 338

7.2.1 实验设计 340

7.2.2 氢氧化镁的合成及用于低浓度Cr（Ⅵ）的吸附实验 341

7.2.3 Cr（Ⅵ）的脱附和浓缩富集 342

7.2.4 纳米氢氧化镁的循环再生 343

7.2.5 结果讨论 344

7.2.6 小结 346

7.3 纳米氢氧化镁用于提炼水中低浓度铀的研究 347

7.3.1 铀的背景研究 347

7.3.2 纳米氢氧化镁对水中低浓度碳酸铀酰的吸附行为及机理研究 357

7.3.3 纳米氢氧化镁对水中较高浓度乙酸铀酰的吸附行为及机理研究 371

7.3.4 铀酰的脱附富集与回收 386

7.3.5 总结与展望 395

参考文献 396

第8章 纳米氢氧化镁在回收水中低浓度稀土阳离子中的应用研究 404

8.1 中国稀土资源利用情况 404

8.2 稀土元素概述 405

8.3 稀土用途 406

8.3.1 稀土发光材料 408

8.3.2 稀土永磁材料 409

8.3.3 稀土能源材料 409

8.3.4 稀土催化材料 410

8.4 稀土的分布、赋存状态 412

8.4.1 全球稀土资源分布 412

8.4.2 地壳中的赋存状态 417

8.5 稀土生产 420

8.5.1 选矿方法 420

8.5.2 北方稀土矿的分离工艺 423

8.5.3 南方稀土矿开采、提取工艺 425

8.5.4 稀土污染防治 432

8.5.5 清洁生产 436

8.6 稀土的回收研究进展 437

8.6.1 固态中稀土的回收研究 437

8.6.2 液态中稀土的回收研究 441

8.7 纳米氢氧化镁回收稀土实验研究 442

8.7.1 概述 442

8.7.2 稀土回收实验及结果 444

8.7.3 小结 449

参考文献 450

索引 453