环境工程中的纳米技术PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1 纳米技术的发展简史 3

1.2 胶体和纳米粒子 5

参考文献 6

第2章 纳米粒子的物理化学性质 8

2.1 纳米粒子的表面能和化学势 8

2.1.1 纳米粒子的表面能 8

2.1.2 化学势 10

2.2 纳米粒子间的相互作用 12

2.2.1 粒子间范德华引力 12

2.2.2 粒子间的静电排斥力 15

2.2.3 DLVO理论 17

2.3 纳米粒子的聚沉 19

2.3.1 快速聚沉 19

2.3.2 缓慢聚沉 21

2.4 纳米粒子的静电稳定 22

2.5 空间位阻稳定 24

2.5.1 溶剂和聚合物 25

2.5.2 聚合物层间的相互作用 25

2.6 稳定剂的类型和效果 28

2.6.1 稳定剂的类型 29

2.6.2 稳定剂的效果 30

2.7 成核和结晶 31

2.7.1 均相成核 31

2.7.2 核生长 34

2.7.3 陈化过程 36

参考文献 37

第3章 纳米材料的制备 39

3.1 纳米粒子的常规制备 39

3.1.1 “自上而下”法 39

3.1.2 “自下而上”法 41

3.2 金属纳米材料的制备 41

3.2.1 还原剂的影响 44

3.2.2 聚合物稳定剂的影响 47

3.3 半导体纳米材料的制备 48

3.3.1 水热法 48

3.3.2 有机溶剂热法 49

3.3.3 超声化学法 51

3.3.4 辐射合成法 54

3.4 氧化物纳米材料的制备 55

3.4.1 溶胶-凝胶法 55

3.4.2 水解法 57

3.4.3 沉淀法 58

参考文献 59

第4章 纳米材料的表征 62

4.1 氮吸附法 62

4.1.1 氮吸附法测定BET比表面积 62

4.1.2 氮吸附法测定孔容、孔径分布 63

4.2 散射法（光散射、X射线、中子散射） 64

4.2.1 光和材料的作用原理 65

4.2.2 光散射 66

4.2.3 原子力显微镜（AFM）和扫描隧道显微镜 68

4.2.4 拉曼光谱 70

4.2.5 X射线衍射（XRD） 71

4.2.6 纳米颗粒跟踪分析（NTA） 73

4.3 吸收光谱 75

4.3.1 紫外-可见光光谱 77

4.3.2 X射线吸收光谱 78

4.4 X射线光电子谱（XPS） 80

4.4.1 XPS测量原理 80

4.4.2 样品制备 80

4.4.3 纳米应用 82

4.5 电子显微镜 82

4.5.1 操作原理 83

4.5.2 样品制备 84

参考文献 85

第5章 纳米材料在环境净化和修复中的应用 87

5.1 零价纳米铁颗粒在环境修复中的应用 87

5.1.1 零价纳米铁用于脱氯 88

5.1.2 纳米ZVI用于还原固定土壤和地下水中对氧化还原反应敏感的金属 110

5.1.3 纳米ZVI的其他应用 115

5.1.4 纳米ZVI在环境修复应用中的限制 124

5.2 纳米铁氧化物颗粒在环境中的应用 125

5.2.1 纳米铁氧化物颗粒在水处理中的应用 125

5.2.2 纳米铁氧化物颗粒用于原位固定土壤和地下水中的重金属 130

5.3 铁硫化物和含硫纳米粒子在原位固定汞方面的应用 133

5.3.1 FeS纳米粒子的制备 134

5.3.2 FeS纳米粒子去除土壤和地下水中的汞 135

5.4 磷酸亚铁纳米颗粒应用于原位固定重金属 139

5.4.1 磷酸亚铁纳米颗粒的制备 139

5.4.2 磷酸亚铁纳米颗粒用于原位固定铅 139

5.4.3 磷酸铁纳米颗粒用于原位固定铜 145

参考文献 148

第6章 纳米粒子在多孔介质中的运移 162

6.1 渗流理论 162

6.1.1 基本概念 162

6.1.2 渗流基本定律——达西定律 167

6.1.3 渗流连续方程 169

6.1.4 渗流基本微分方程 170

6.1.5 溶质运移机制 172

6.2 纳米粒子运移建模 177

6.2.1 数学模型 177

6.2.2 实例 183

6.3 纳米粒子迁移率和最大迁移距离对其原位应用的重要性 188

6.4 稳定剂和介质表面化学作用对纳米粒子迁移率的影响 188

6.4.1 稳定剂及其对纳米粒子迁移率的影响 188

6.4.2 介质表面化学作用及其对纳米粒子迁移率的影响 189

参考文献 191