常用吸附材料在水处理中的应用.pdf

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书籍描述

内容简介
水处理吸附实用参考书,新吸附材料全览本书主要分三篇介绍了吸附现象及水处理常用吸附材料、吸附原理、材料性质表征等内容。本书从学术研究和实际应用角度,对水处理过程中的常用吸附材料和新兴吸附材料进行展开论述,主要包括介绍材料的性质、制备、应用、再生等方面知识,并就这些材料常用的性质表征方法和原理分析方法进行归纳总结,这可为水处理研究工作者和环保工作者提供行之有效的材料选择、分析研究、生产应用等方面的知识。

编辑推荐
水处理吸附实用参考书,新吸附材料全览

目录
上篇吸附现象及理论
第1章吸附现象2
1.1吸附的定义2
1.2吸附的利用3
1.3吸附研究的发展4
第2章吸附理论8
2.1吸附作用力8
2.1.1范德华力8
2.1.2疏水作用力10
2.1.3静电作用力11
2.1.4氢键作用13
2.1.5电子供体—受体作用14
2.1.6π—π作用15
2.2吸附平衡16
2.2.1液相单组分吸附16
2.2.2液相双组分吸附17
2.3吸附等温线及其测定方法17
2.3.1单组分溶质吸附等温线的类型及测定方法17
2.3.2多组分溶质吸附等温线的类型及推算方法20
2.3.3吸附式及其吸附理论23
2.4吸附热力学36
2.4.1Gibbs吸附式36
2.4.2固体界面吸附过程标准热力学函数的计算38
2.4.3溶质分子结构与吸附标准自由能变化的关系40
2.5吸附动力学42
2.5.1吸附传质过程42
2.5.2颗粒内扩散方程43
2.5.3一级反应动力学模型44
2.5.4二级反应动力学模型45
下篇常用的吸附材料
第3章活性炭49
3.1活性炭的种类49
3.2活性炭的性质50
3.2.1活性炭的物理性质50
3.2.2活性炭的化学性质52
3.2.3活性炭表面吸附机理53
3.3活性炭的制备55
3.3.1制备活性炭的原料55
3.3.2活性炭的制备56
3.4活性炭的改性58
3.4.1活性炭表面结构改性58
3.4.2活性炭表面化学性质改性58
3.5活性炭的再生61
3.5.1传统再生方法61
3.5.2新兴的活性炭再生技术63
3.6活性炭在水处理领域的应用64
3.6.1活性炭在饮用水处理中的应用65
3.6.2活性炭在污水处理中的应用66
3.6.3活性炭在饮用水终端净水中的应用66
第4章石墨烯71
4.1石墨烯和氧化石墨烯的结构与性能71
4.1.1石墨烯的结构与性能71
4.1.2氧化石墨烯的结构与性能73
4.2石墨烯的制备74
4.2.1剥离法75
4.2.2催化生长法76
4.2.3合成法78
4.2.4其他方法79
4.3石墨烯的功能化和自组装79
4.3.1功能化79
4.3.2自组装80
4.4石墨烯的应用82
4.4.1普通石墨烯82
4.4.2氧化石墨烯83
4.4.3功能化石墨烯83
4.4.4石墨烯复合材料84
第5章碳纳米管88
5.1碳纳米管的结构88
5.1.1单壁碳纳米管的结构89
5.1.2多壁碳纳米管的结构与性能91
5.2碳纳米管的吸附性能92
5.2.1孔结构92
5.2.2表面特性93
5.3碳纳米管的制备方法93
5.4碳纳米管的纯化方法95
5.4.1物理法95
5.4.2化学法96
5.4.3综合法97
5.5碳纳米管的修饰98
5.5.1共价键修饰改性98
5.5.2非共价键修饰改性99
5.6碳纳米管对有机物的吸附101
5.6.1对有机物的吸附效果101
5.6.2吸附机理102
5.6.3吸附过程的影响102
5.7碳纳米管对重金属的吸附105
5.7.1对有机物的吸附效果105
5.7.2吸附机理106
5.7.3吸附性能的影响因素106
第6章活性碳纤维110
6.1碳纤维简介111
6.2活性碳纤维的分类112
6.3活性碳纤维的结构及性能113
6.3.1孔结构113
6.3.2化学组成114
6.3.3吸附机理115
6.3.4吸附性能116
6.4活性碳纤维的制备117
6.4.1预处理118
6.4.2炭化120
6.4.3活化120
6.5几种常见活性碳纤维的制备122
6.6活性碳纤维的改性124
6.7活性碳纤维在水处理领域的应用125
6.7.1饮用水的处理125
6.7.2工业循环水的处理126
6.7.3废水的处理126
第7章沸石和分子筛131
7.1沸石分子筛的化学组成131
7.2沸石分子筛的分类与命名131
7.3沸石分子筛的结构132
7.3.1分子筛的表征132
7.3.2分子筛的基本结构132
7.3.3分子筛的环与笼133
7.3.4天然沸石的结构134
7.3.5人造沸石—分子筛的结构136
7.4沸石分子筛的性能140
7.4.1吸附性能140
7.4.2离子交换性能142
7.4.3催化性能144
7.5沸石分子筛的制备145
7.5.1水热合成及成型技术145
7.5.2典型沸石的制备148
7.6沸石分子筛的改性150
7.6.1活化处理151
7.6.2表面改性151
7.6.3结构改性152
7.7沸石分子筛的再生153
7.8沸石分子筛在水处理领域的应用154
7.8.1对含酚废水的处理154
7.8.2对含氟废水的处理154
7.8.3对重金属废水的处理155
7.8.4对氨氮废水的处理156
第8章活性氧化铝159
8.1活性氧化铝的分类159
8.2活性氧化铝的性质160
8.2.1活性氧化铝的孔结构160
8.2.2活性氧化铝的表面带电性质162
8.2.3活性氧化铝的吸附性质164
8.3活性氧化铝的制备165
8.3.1氢氧化铝简介165
8.3.2氢氧化铝的制备166
8.3.3氧化铝的制备166
8.4活性氧化铝的改性168
8.4.1稀土金属改性168
8.4.2碱土金属改性168
8.4.3其他金属氧化物改性169
8.4.4其他非金属元素改性169
8.5活性氧化铝的再生169
8.5.1热处理169
8.5.2酸处理171
8.6活性氧化铝在水处理中的应用172
8.6.1氟的去除172
8.6.2砷的去除173
8.6.3磷的去除174
第9章有序介孔材料MCM—41176
9.1MCM的简介177
9.1.1介孔材料的介绍177
9.1.2MCM—41的结构及特性180
9.2MCM—41的制备181
9.2.1MCM—41的合成机理181
9.2.2MCM—41的修饰185
9.3MCM—41的吸附机理187
9.3.1分配作用187
9.3.2配位作用187
9.3.3氢键作用188
9.4MCM—41在水处理中的应用188
9.4.1去除有机物189
9.4.2去除无机阴离子191
9.4.3去除重金属192

序言
国民经济与工业的迅猛发展,给环境带来了日益严重的污染,特别是水体污染,因此,对水体污染进行有效治理已经成为水资源可持续利用和国民经济可持续发展的重要战略目标。为适应不同水体污染
情况,大量水处理技术被广泛使用,常用的处理方法包括混凝、沉淀、过滤、吸附、膜分离、离子交换、氧化还原等物化技术和一些生物技术。在这些处理技术中,吸附技术历史悠久,以其操作简单、
高效、成本低廉、易于控制与管理等特点,已在水处理领域得到了大规模的应用,包括给水处理、污水处理、工业废水处理等。
水处理中常用的是固体吸附材料,主要基于物理吸附与化学吸附作用原理,使得水中污染物与材料表面发生作用,进而实现污染物有效分离及水质净化的目的。因此,吸附材料的选择是吸附技术在水处
理应用中的重中之重,直接决定了水污染治理效果、技术运行成本和材料再生应用技术等,而对这些环节的准确把握势必需要了解与掌握相关吸附作用原理以及材料的物化性质的表征分析。同时,了解
与掌握以上知识才能促进吸附技术在水处理领域得到更为广泛的应用。
本书重点介绍水处理领域常用的吸附材料及其相关性能、特点和分类,并辅以相关吸附理论知识和吸附材料表征方法等内容。进一步结合近年来大量相关研究和应用成果,系统分析了水处理常用吸附材
料的吸附对象、吸附效果及其发展应用前景,使其更具参考价值。
本书共分为上下两篇:上篇为吸附现象及理论,简要介绍了水处理领域相关的吸附原理及理论;下篇为水处理领域常用的吸附材料,系统介绍了活性炭、石墨烯、碳纳米管、活性碳纤维、沸石分子筛、
活性氧化铝、有序介孔硅材料MCM-41等材料,以及这些材料的物化性质、制备方法、改性方法、吸附机理、应用情况等内容。
本书可为与水处理相关的工厂企业、设计单位、科研院所等提供参考,也可作为给水排水工程、环境工程的高等院校师生的学习参考资料和教材。
本书由刘桂芳主编,高远、梁涛副主编,闫红梅、李峰参加了编写工作。本书由李旭春主审。其中,上篇由梁涛编写,下篇由刘桂芳、高远、闫红梅、李峰编写。整个书稿由高远进行了整理。
本书在编著过程中参考了大量的文献资料,在此向这些文献作者表示衷心感谢。限于作者水平有限,书中定有疏漏和不当之处,敬请读者不吝指教。

编者

文摘
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