第1章 纳米材料制备与实验性能分析 1
1.1 引言 1
1.2 吸附法 2
1.2.1 吸附的基本原理 2
1.2.2 吸附作用力 2
1.3 宏观实验与吸附模型 4
1.3.1 材料的制备与改性 4
1.3.2 吸附动力学模型 6
1.3.3 吸附热力学过程 8
1.3.4 pH值与离子强度 12
1.3.5 再生实验 13
1.4 光谱分析 14
1.4.1 电子显微镜 14
1.4.2 能量色散X射线谱 16
1.4.3 BET法 17
1.4.4 X射线衍射 20
1.4.5 X射线光电子 21
1.4.6 紫外－可见分光光度法 21
1.4.7 傅立叶变换红外光谱（FTIR） 23
1.4.8 X射线吸收精细结构谱 24
参考文献 25
第2章 理论计算方法简介 28
2.1 薛定谔方程 31
2.2 玻恩－奥本海默近似 33
2.3 Hartree-Fock方程及自洽场方法 34
2.4 Hohenberg－Kohn定理和Kohn-Sham方程 36
2.5 交换相关能量泛函 39
2.6 赝势 40
2.6.1 模守恒赝势 41
2.6.2 超软赝势 41
2.6.3 投影缀加波方法赝势 42
2.7 常用的第一性原理计算软件简介 42
参考文献 44
第3章 石墨烯基材料 47
3.1 引言 47
3.2 石墨烯 47
3.2.1 合成方法 47
3.2.2 石墨烯的性能 48
3.3 石墨烯衍生物 48
3.3.1 氧化石墨烯（GO） 48
3.3.2 改性石墨烯材料 49
3.3.3 石墨烯基复合材料 52
3.3.4 三维石墨烯材料 53
3.4 石墨烯基材料对环境中污染物去除的实验研究 55
3.4.1 去除放射性核素 55
3.4.2 去除重金属离子 56
3.4.3 去除有机污染物 58
3.5 理论计算分析 58
3.5.1 吸附能 59
3.5.2 静电势 60
3.5.3 差分电荷密度图 61
3.5.4 电荷分布 62
3.5.5 态密度 63
3.5.6 振动频率 64
3.5.7 前线分子轨道 66
3.6 石墨烯基材料对污染物去除的理论研究 67
3.6.1 去除放射性核素 67
3.6.2 去除重金属离子 70
3.6.3 去除有机污染物 72
参考文献 74
第4章 层状双金属氢氧化物（LDHs） 83
4.1 晶体结构特征 83
4.1.1 晶体结构 83
4.1.2 主要性质 85
4.1.3 制备工艺与改性 86
4.1.4 表面特征 88
4.2 LDHs去除水溶液中的放射性核素 90
4.2.1 吸附机理 90
4.2.2 吸附动力学过程 93
4.2.3 吸附热力学 94
4.2.4 其他影响因素 96
4.3 去除无机阴离子 97
4.3.1 吸附机理类 97
4.3.2 吸附动力学过程 98
4.3.3 吸附热力学 99
4.3.4 其他影响因素 99
4.4 去除其他污染物 102
4.4.1 去除机制 102
4.4.2 影响因素 105
4.5 理论计算 106
4.5.1 去除放射性核元素 106
4.5.2 去除重金属离子 107
4.5.3 去除有机染料分子 109
参考文献 109
第5章 金属有机框架材料（MOFs） 117
5.1 引言 117
5.2 晶体结构与制备工艺 117
5.2.1 晶体结构 117
5.2.2 制备工艺 119
5.3 MOFs的吸附应用、机理及影响因素 120
5.3.1 MOFs吸附应用 121
5.3.2 吸附机理 127
5.3.3 影响因素 130
5.4 理论计算 134
5.4.1 UiO-66-SH选择性去除汞离子计算 134
5.4.2 MOFs对气体的吸附效果研究相关计算 136
参考文献 139
第6章 石墨相氮化碳基纳米复合材料 147
6.1 光催化概述 147
6.2 杂化或异质结构的g-C3N4基纳米光催化材料 150
6.3 杂原子掺杂的g-C3N4基纳米光催化材料 152
6.4 基于密度泛函理论研究g-C3N4基纳米光催化材料的特性及其光催化机理 155
6.5 石墨相氮化碳材料吸附去除环境污染物 159
参考文献 161