了得網自然科學_納米材料生長動力學及其環境應用

編輯推薦

化學、物理、材料等相關專業高年級本科生、研究生，相應領域的研究人員。

內容簡介

圍繞著如何實現環境中重金屬污染物的有效分離及回收這一核心命題,《納米材料生長動力學及其環境應用》致力於介紹納米科學和前沿技術在以重金屬為主體的污染物的去除中的研究及潛在應用?《納米材料生長動力學及其環境應用》分為8章,第1章主要介紹作為21世紀前沿科學的納米技術在當前環境保護需求中的研究契機;第2章主要介紹環境中重金屬離子的危害及其污染概況;第3章介紹納米材料和技術在環境重金屬污染治理中的應用;第4章介紹利用納米材料快速生長和物相轉變來解決環境有害重金屬的總體思路;第5章介紹納米氫氧化鎂在碳酸化過程中的聚集生長及其在含鉻納米廢渣污染治理中的應用;第6章介紹納米二氧化錫的快速生長原理以及廢渣中錫的選擇性回收?第7章介紹納米氫氧化鎂在回收水中陰離子型重金屬中的應用研究;第8章介紹納米氫氧化鎂在回收水中低濃度稀土陽離子中的應用研究

作者簡介

1971年生。1993年本科畢業於廈門大學化學繫，1996年和1999年分別於中科院福建物構所和中科院化學昕獲碩士和博士學位。1999～2004年在美國多所研究機構做博士後研究，2005年被中科院福建物構所聘為研究員、博士生導師。兼任《化學學報》編委、中國微米納米技術學會委員、中國土壤學會委員等職。

《納米科學與技術》叢書序
前言
第1章緒論
第2章環境中重金屬離子的危害及其污染概況
2.1 環境中重金屬離子的來源及危害
2.1.1 重金屬離子的來源
2.1.2 重金屬離子的危害
2.2 重金屬離子污染現狀
2.2.1 國外重金屬離子污染現狀
2.2.2 國內重金屬離子污染現狀
2.3 重金屬離子污染防治技術現狀
2.3.1 土壤中重金屬污染修復方法
2.3.2 水中重金屬污染修復方法
2.4 重金屬離子的檢測分析《納米科學與技術》叢書序
前言
第1章緒論
第2章環境中重金屬離子的危害及其污染概況
2.1 環境中重金屬離子的來源及危害
2.1.1 重金屬離子的來源
2.1.2 重金屬離子的危害
2.2 重金屬離子污染現狀
2.2.1 國外重金屬離子污染現狀
2.2.2 國內重金屬離子污染現狀
2.3 重金屬離子污染防治技術現狀
2.3.1 土壤中重金屬污染修復方法
2.3.2 水中重金屬污染修復方法
2.4 重金屬離子的檢測分析
2.4.1 水中重金屬的檢測分析
2.4.2 土壤中重金屬的檢測分析
2.4.3 大氣中重金屬的檢測分析
2.5 重金屬離子環境質量標準
2.5.1 地表水中重金屬環境質量標準
2.5.2 地下水中重金屬環境質量標準
2.5.3 污水重金屬綜合排放標準
2.5.4 土壤中重金屬環境質量標準
2.5.5 空氣中重金屬環境質量標準
參考文獻
第3章納米材料和技術應用於重金屬污染治理的研究進展
3.1 納米材料概述
3.1.1 納米材料的發展
3.1.2 納米材料的分類
3.1.3 納米材料的特性
3.1.4 納米科技發展簡介
3.1.5 國內外納米科技發展戰略和計劃
3.1.6 納米材料生物毒性和環境安全
3.2 納米技術在環境領域的應用研究和現狀
3.2.1 納米光催化技術
3.2.2 納米吸附性材料
3.2.3 納米還原性材料
3.2.4 其他納米材料
參考文獻
第4章表界面調控下納米材料的生長、相變與反應過程中的聚集生長
4.1 納米晶材料的生長動力學概述
4.2 納米晶材料的生長機制
4.2.1 奧斯特瓦爾德熟化機制
4.2.2 取向接合機制
4.3 納米晶相變的動力學特點及相變方式影響因素
4.3.1 納米晶相變的研究意義以及熱力學對相變的影響
4.3.2 納米晶相變動力學特點
4.3.3 表面環境對相變方式的影響
4.3.4 反應溫度對相變方式的影響
4.3.5 生長機制對相變方式的影響
4.4 研究實例：表面調控下CdS納米晶的生長和相變機制
4.4.1 CdS納米晶的生長和相變機制概述
4.4.2 cdS納米晶生長與相變的實驗分析
4.4.3 表面調控CdS納米晶生長與相變的機制分析
4.4.4 小結
4.5 伴隨納米材料反應的非常規快速生長現像研究
4.5.1 反應過程中的聚集誘導晶體生長現像分析
4.5.2 反應過程中的聚集誘導晶體生長實驗研究
4.6 納米晶的快速生長現像及其在環境重金屬提取中的意義
參考文獻
第5章納米氫氧化鎂在碳酸化過程中的聚集生長及其在納米鉻渣處理中的應用
5.1 鉻渣的產生
5.1.1 鉻鹽生產行業含鉻廢渣的產生
5.1.2 氯酸鹽行業含鉻廢渣的產生
5.2 含鉻廢渣的治王早枯術珊狀
5.2.1 鉻渣的解毒
5.2.2 鉻渣的應用
5.2.3 鉻渣的防滲堆存
5.3 氯酸鹽行業含鉻納米廢渣的處理研究
5.3.1 高溫下納米氫氧化鎂物相變化、晶體生長和Cr(Ⅵ)吸／脫附規律
5.3.2 常溫下納米氫氧化鎂物相變化、晶體生長和Cr(Ⅵ)吸／脫附規律
5.4 氯酸鹽行業含鉻納米廢渣治理的工程化應用
5.4.1 工程化放大實驗
5.4.2 工藝條件優化
5.4.3 放大及噸級中試
5.4.4 脫毒上清液的回收和利用
5.4.5 脫毒粉末用途開發
5.4.6 小結
參考文獻
第6章納米二氧化錫快速生長研究與廢渣中錫的選擇性提取
6.1 電鍍污泥的現狀與特征
6.1 I1電鍍行業現狀與電鍍廢水的來源
6.1.2 電鍍污泥的來源、特點及其危害
6.2 電鍍污泥的防治技術研究現狀
6.2.1 無害化處置技術
6.2.2 電鍍污泥的資源化利用
6.3 馬口鐵電鍍污泥資源化利用技術研究現狀
6.3.1 錫及其化合物的性質與應用
6.3.2 環境中錫的危害
6.3.3 電鍍污泥中錫的回收技術現狀
6.3.4 快速生長應用於電鍍廢渣中錫的回收
6.4 二氧化錫納米晶水熱生長動力學基礎研究
6.4.1 水熱生長動力學實驗
6.4.2 水熱生長機制研究
6.4.3 生長動力學過程分析和數據擬合
6.4.4 影響生長速度的機制和因素
6.4.5 小結
6.5 廢渣中錫的選擇性回收
6.5.1 污泥的分析和礦化處理
6.5.2 含錫電鍍污泥中錫的回收處理
6.5.3 礦化劑對形核和晶粒生長的影響
6.5.4 總結與展望
6.6 聚集度誘導的納米二氧化錫快速生長機制
6.6.1 納米晶快速生長現像和理論
6.6.2 水熱生長動力學實驗
6.6.3 二氧化錫超快生長動力學過程分析
6.6.4 聚集度誘導的納米晶快速生長機制
6.6.5 小結
6.7 意義和展望
參考文獻
第7章納米氫氧化鎂在回收水中陰離子型重金屬中的應用研究
7.1 納米氫氧化鎂的研究背景
7.1.1 作為綠色安全水處理劑的應用與優勢
7.1.2 結構、形貌與性能
7.2 可再生納米氫氧化鎂富集水中低濃度Cr(Ⅵ)
7.2.1 實驗設計
7.2.2 氫氧化鎂的合成及用於低濃度Cr(Ⅵ)的吸附實驗
7.2.3 cr(Ⅵ)的脫附和濃縮富集
7.2.4 納米氫氧化鎂的循環再生
7.2.5 結果討論
7.2.6 小結
7.3 納米氫氧化鎂用於提煉水中低濃度鈾的研究
7.3.1 鈾的背景研究
7.3.2 納米氫氧化鎂對水中低濃度碳酸鈾酰的吸附行為及機理研究·
7.3.3 納米氫氧化鎂對水中較高濃度乙酸鈾酰的吸附行為及機理研究·
7.3.4 鈾酰的脫附富集與回收
7.3.5 總結與展望
參考文獻
第8章納米氫氧化鎂在回收水中低濃度稀土陽離子中的應用研究
8.1 中國稀土資源利用情況
8.2素概述
8.3 稀土用途
8.3.1 稀土發光材料
8.3.2 稀土永磁材料
8.3.3 稀土能源材料
8.3.4 稀土催化材料
8.4 稀土的分布、賦存狀態
8.4.1 全球稀土資源分布
8.4.2 地殼中的賦存狀態
8.5 稀土生產
8.5.1 選礦方法
8.5.2 北方稀土礦的分離工藝
8.5.3 南方稀土礦開采、提取工藝
8.5.4 稀土污染防治
8.5.5 清潔生產
8.6 稀土的回收研究進展
8.6.1 固態中稀土的回收研究
8.6.2 液態中稀土的回收研究
8.7 納米氫氧化鎂回收稀土實驗研究
8.7.1 概述
8.7.2 稀土回收實驗及結果
8.7.3 小結
參考文獻
索引

前言

媒體評論

在線試讀

第1章緒論
人類在與自然的長期共存和鬥爭中逐漸認識了環境?在生產力水平低下的遠古時代,基於對山洪?火山?地震等自然力的恐懼,人類對自然界處於一種依附或順應的關繫?而同時,作為“萬物之靈”的人類,又始終不曾放棄征服自然?改造自然的夢想和豪情?例如,從遠古之時傳誦至今的大禹治水?女媧補天的故事,以及古希臘神話故事中的普羅米修斯等,均表現了人類敢於戰勝惡劣的自然環境的豪邁氣概和頑強意志?
18世紀工業革命以來,科學技術取得了突飛猛進的發展?人類借助科技的力量,在社會?經濟等方面取得了非凡的成績,整個人類社會進入了一個嶄新的時期?人類進一步征服海洋?開墾草原?攔河築壩……然而,隨之而來的生態破壞和環境污染也在加速蔓延,特別是首先進入工業化進程的西方國家,在享受工業化帶來的繁榮的同時也早品嘗到了工業化帶來的副作用?工業革命的發展在某種程度上可以說是以自然環境的嚴重破壞為代價的?特別是20世紀50~60年代,雖然被稱為“沸騰的20年”或資本主義發展史上的“黃金年代”,但也是各種“公害事件”層出不窮,導致成千上萬的人患病的年代?不少人在“公害事件”中喪生,其中嚴重的有八起污染事件,人們稱為“八大環境公害”事件?正如恩格斯在《自然辯證法》一書中指出的那樣:“我們不要過分陶醉於我們人類對自然的勝利?對於每一次這樣的勝利,自然界都對我們進行了報復?”
環境污染的產生與發展往往與人類對自然的認識水平和技術能力相關?在工業社會初期,隨著人類社會生產力水平的不斷提高,人們征服及改造自然的能力急速提高,對自然的索取也迅速擴大?然而,由於人們對環境問題缺乏認識,在生產生活過程中常常忽視環境問題的產生和存在?於是在創造和享受現代文明的同時,人們也飽嘗了高增長帶來的資源短缺?生態退化?環境惡化?氣候變化?災害頻發等苦果?這些問題的出現促使人們重新思考人類與自然的關繫,重新思考人類行為的準則?
美國海洋生物學家雷切爾?卡森(RachelCarson)於1962年出版了《寂靜的春天》(silentspring)一書,這是人類歷史上部關注環境問題的專著,也是被評為全球影響的著作之一?卡森在書中開始描繪了一個生機盎然的美國城鎮:在春天,繁花點綴在綠色的原野上;在秋天,透過松林的屏風,橡樹?楓樹和白樺閃射出火焰般的彩色光輝,狐狸在小山上鳴叫,小鹿靜悄悄地穿過了籠罩著秋天晨霧的原野;在鼕天,道路兩旁飛來無數小鳥,在出露於雪層之上的漿果和干草的穗頭上啄食?有些人來到小溪邊捕魚,這些潔淨又清涼的小溪從山中流出,形成了綠蔭掩映的生活著鱒魚的池塘……然而,隨著以雙對氯苯基三氯乙烷(DDT)為代表的殺蟲劑的廣泛使用,一種神秘莫測的疾病襲擊了成群的小雞,牛羊病倒?死亡,到處是死神的幽靈?城裡的醫生也在為他們病人中出現新的疾病感到困惑?一種奇怪的寂靜籠罩了這個地方,是什麼東西使得美國不計其數的城鎮的春天之音沉寂下來了呢?人類可能將面臨一個沒有鳥?蜜蜂和蝴蝶的世界?卡森詳盡細致地講述了以DDT為代表的殺蟲劑的廣泛使用,可能給我們的環境所造成的巨大的?難以逆轉的危害?由於該書的警示,美國政府開始對劇毒殺蟲劑問題進行調查,並於1970年成立了環境保護署,各州也相繼通過禁止生產和使用劇毒殺蟲劑的法律?第1章緒論
人類在與自然的長期共存和鬥爭中逐漸認識了環境?在生產力水平低下的遠古時代,基於對山洪?火山?地震等自然力的恐懼,人類對自然界處於一種依附或順應的關繫?而同時,作為“萬物之靈”的人類,又始終不曾放棄征服自然?改造自然的夢想和豪情?例如,從遠古之時傳誦至今的大禹治水?女媧補天的故事,以及古希臘神話故事中的普羅米修斯等,均表現了人類敢於戰勝惡劣的自然環境的豪邁氣概和頑強意志?
18世紀工業革命以來,科學技術取得了突飛猛進的發展?人類借助科技的力量,在社會?經濟等方面取得了非凡的成績,整個人類社會進入了一個嶄新的時期?人類進一步征服海洋?開墾草原?攔河築壩……然而,隨之而來的生態破壞和環境污染也在加速蔓延,特別是首先進入工業化進程的西方國家,在享受工業化帶來的繁榮的同時也早品嘗到了工業化帶來的副作用?工業革命的發展在某種程度上可以說是以自然環境的嚴重破壞為代價的?特別是20世紀50~60年代,雖然被稱為“沸騰的20年”或資本主義發展史上的“黃金年代”,但也是各種“公害事件”層出不窮,導致成千上萬的人患病的年代?不少人在“公害事件”中喪生,其中嚴重的有八起污染事件,人們稱為“八大環境公害”事件?正如恩格斯在《自然辯證法》一書中指出的那樣:“我們不要過分陶醉於我們人類對自然的勝利?對於每一次這樣的勝利,自然界都對我們進行了報復?”
環境污染的產生與發展往往與人類對自然的認識水平和技術能力相關?在工業社會初期,隨著人類社會生產力水平的不斷提高,人們征服及改造自然的能力急速提高,對自然的索取也迅速擴大?然而,由於人們對環境問題缺乏認識,在生產生活過程中常常忽視環境問題的產生和存在?於是在創造和享受現代文明的同時,人們也飽嘗了高增長帶來的資源短缺?生態退化?環境惡化?氣候變化?災害頻發等苦果?這些問題的出現促使人們重新思考人類與自然的關繫,重新思考人類行為的準則?
美國海洋生物學家雷切爾?卡森(RachelCarson)於1962年出版了《寂靜的春天》(silentspring)一書,這是人類歷史上部關注環境問題的專著,也是被評為全球影響的著作之一?卡森在書中開始描繪了一個生機盎然的美國城鎮:在春天,繁花點綴在綠色的原野上;在秋天,透過松林的屏風,橡樹?楓樹和白樺閃射出火焰般的彩色光輝,狐狸在小山上鳴叫,小鹿靜悄悄地穿過了籠罩著秋天晨霧的原野;在鼕天,道路兩旁飛來無數小鳥,在出露於雪層之上的漿果和干草的穗頭上啄食?有些人來到小溪邊捕魚,這些潔淨又清涼的小溪從山中流出,形成了綠蔭掩映的生活著鱒魚的池塘……然而,隨著以雙對氯苯基三氯乙烷(DDT)為代表的殺蟲劑的廣泛使用,一種神秘莫測的疾病襲擊了成群的小雞,牛羊病倒?死亡,到處是死神的幽靈?城裡的醫生也在為他們病人中出現新的疾病感到困惑?一種奇怪的寂靜籠罩了這個地方,是什麼東西使得美國不計其數的城鎮的春天之音沉寂下來了呢?人類可能將面臨一個沒有鳥?蜜蜂和蝴蝶的世界?卡森詳盡細致地講述了以DDT為代表的殺蟲劑的廣泛使用,可能給我們的環境所造成的巨大的?難以逆轉的危害?由於該書的警示,美國政府開始對劇毒殺蟲劑問題進行調查,並於1970年成立了環境保護署,各州也相繼通過禁止生產和使用劇毒殺蟲劑的法律?
《寂靜的春天》猶如曠野中的一聲吶喊,用它深切的感受?全面的研究和扎實的論據改變了歷史的進程?正如美國前副總統阿爾?戈爾為《寂靜的春天》所作的序中指出:《寂靜的春天》的出版應該恰當地被看成現代環境運動的開始?它的出版喚醒了人們的環保意識,也引發了人們對環境問題的注意?環境保護開始提到各國政府面前,促使聯合國於1972年6月12日在瑞典的斯德哥爾摩召開了屆人類環境大會,並簽署了《人類環境宣言》,世界各國從此踏上了共同保護環境的征程?此後,1972年羅馬俱樂部發表《增長的極限》,1987年挪威首相布倫特蘭在主持的報告《我們共同的未來》中次提出可持續發展的戰略思想及內涵,1992年聯合國環境與發展大會發布《裡約熱內盧環境與發展宣言》和《21世紀議程》,2012年聯合國可持續發展大會通過了《我們憧憬的未來》,走可持續發展道路已經成為世界各國的共識?
今天,人們提出了人與自然的和諧發展,謀求走可持續發展的新型工業化道路,體現了人與自然的和諧共存?科學精神與道德思想相結合的理性光彩?這個理念變化發展的過程,同樣見證了人類改造自然?正視自然,不斷謀求自身發展和完善的進步歷程?隻有真正處理好經濟社會發展與自然環境的協調與和諧,人類纔能在優美的生態環境中工作和生活,從而為後代子孫留下更好的生存空間?然而,今日之中國,一方面是自1978年改革開放以來,經濟持續的快速增長,GDP平均年增長率超過9%;另一方面則是環境的持續惡化?發達國家所走過的工業化的歷程告訴我們,傳統的工業化道路是一種“以犧牲環境為代價的發展”,在創造巨大物質財富的同時,也付出了沉重的環境污染和生態破壞的代價,帶來了無法彌補的損失?面對這一潛在的危機,我國20世紀80年代即確立了環境保護的基本國策地位,明確了“預防為主,防治結合”?“誰污染,誰治理”?“強化環境管理”的三大政策體繫,制定了環境影響評價等多項環境管理制度?進入90年代,提出由污染防治為主轉向污染防治和生態保護並重;由末端治理轉向源頭和全過程控制,實行清潔生產,推動循環經濟;由分散的點源治理轉向區域流域環境綜合整治和依靠產業結構調整;由濃度控制轉向濃度控制與總量控制相結合,實施了“三河”(淮河?海河?遼河)?“三湖”(太湖?滇池?巢湖)?“兩區”(二氧化硫控制區和酸雨控制區)?“一市”(北京市)?“一海”(渤海)等重點流域區域污染治理工程,開始集中人力?物力?財力治理流域性和區域性環境污染?然而,從環境保護的主體實施單位來說,也存在著不少企業為了減低成本,逃避環境責任,從而引起環境持續污染和公共安全危機的現像,如水污染?霧霾籠罩?食品中重金屬含量超標等?2013年1月發布的《邁向環境可持續的未來———中華人民共和國國家環境分析》報告顯示,中國的500個城市中,隻有不到1%達到了世界衛生組織推薦的空氣質量標準;世界上空氣污染嚴重的10個城市(太原?米蘭?北京?烏魯木齊?墨西哥城?蘭州?重慶?濟南?石家莊?德黑蘭)之中有7個在中國?此外,全國的河流湖泊普遍受到污染,中國的七大水繫中,42%的水質超過Ⅲ類標準,全國有36%的城市河段為劣Ⅵ類水質,全國75%的湖泊出現了不同程度的富營養化,90%的城市水域污染嚴重?對我國118個大中城市的地下水調查顯示,有115個城市地下水受到污染,其中重度污染的約占40%?由環境污染導致的癌癥患者急劇增多,且有明顯低齡化趨勢?由於水污染直接關繫到飲用水問題,霧霾的大面積發生也影響著空氣的質量,大米更是與食品安全息息相關,全國各地不斷發生的環境事件已成為公眾關注的焦點?我國歷經60多年的飛速建設發展,許多發達國家幾百年逐步顯露的問題,在我國被壓縮到幾十年內集中顯現,環境污染帶來的問題早就不是潛在的問題?
近年來,我國暴發的若干嚴重環境問題使人們不得不重新審視自己的發展方式?中國作為一個正在崛起的發展中大國,在現代化進程中一定要汲取別國和本國在對待自然界方面的經驗教訓,注意保護生態和環境,走經濟?社會?人與自然和諧統一的可持續發展之路?
1994年國務院第十六次常務會議審議通過的《中國21世紀議程》明確指出:
“科學技術是綜合國力的重要體現,是可持續發展的主要基礎之一?沒有較高水平的科學技術支持,可持續發展的目標就不能實現?”2012年的中國共產黨十八大報告也首次單篇論述生態文明的內涵,首次把“美麗中國”作為未來生態文明建設的宏偉目標,把生態文明建設擺在總體布局的高度來論述?而生態文明就是以人與自然?人與人和諧共生?全面發展?持續繁榮為基本宗旨的文化倫理形態?建設美麗中國描繪了建設社會主義生態文明的美好藍圖,是對當前出現的環境保護與修復的高標準要求,是對我國可持續發展提出的震撼性的呼吁?針對目前日趨嚴重的環境問題,也為了我們共同的生存環境,實現建設美麗中國的願景,廣大科技工作者應攜起手來,共同努力,為解決我國重大環境問題做出貢獻,促進環保事業的發展?
……

商品搜索

商品分类

【醫學】

【各大出版社】