纳米材料吸附放射性核素应用及理论计算

本书对纳米材料的制备、合成及其在放射性核素去除中应用及二者成键作用进行了详细阐述，具有较高的参考价值。全书重点对吸附去除放射性核素无机纳米材料的设计和开发，合成调控有机配体吸附放射性核素配合物以及CCIs稳定的双金属锕系配合物的合成和进一步固化放射性核素及去除进行探讨。全书共4章，内容分别涉及放射性核素的来源和危害，纳米材料的制备、合成与表征，理论计算方法，无机纳米材料吸附放射性核素以及无机氧化物TiO2 团簇铀酰复合物结构和界面性质计算等方面。 本书适合化学、化学工程与工艺、材料科学、应用化学、环境科学、电化学等专业的本科生、研究生以及相关领域的科学技术人员和工程技术人员参考使用。

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第1章 绪论 001 1.1　放射性核素的来源和危害 001 1.2　纳米材料去除放射性核素 003 1.3　纳米材料的制备、合成与表征 007 1.3.1　纳米材料的制备 007 1.3.2　纳米粒子的合成 010 1.3.3　纳米粒子的表征 011 1.3.4　纳米吸附剂 012 1.4　吸附 014 1.4.1　吸附的基本原理 014 1.4.2　宏观吸附实验的基本组成 015 1.5　纳米材料吸附放射性核素及光谱分析 019 1.5.1　纳米材料吸附金属物种的机理 019 1.5.2　吸附机理的光谱分析 019 第2章 理论计算方法 026 2.1　相对论效应 026 2.2　基函数 028 2.3　从头算方法 029 2.4　密度泛函理论 030 2.4.1　交换-相关泛函 030 2.4.2　密度泛函理论的应用 031 2.5　表面络合模型 032 2.6　分子动力学模拟 034 2.7　溶剂化效应 036 2.8　键能的分解计算 036 2.9　电子密度拓扑分析 038 2.10　多种方法的结合 040 第3章 无机纳米材料吸附放射性核素 042 3.1　碳基材料 042 3.1.1　碳纳米管(CNTs) 042 3.1.2　石墨烯氧化物(GOs) 049 3.1.3　活性炭(AC) 061 3.1.4　介孔碳(MC) 064 3.1.5　其他碳基材料 068 3.2　二维过渡金属碳化物/氮化物 071 3.2.1　吸附铀 072 3.2.2　吸附其他放射性核素 074 3.3　介孔二氧化硅 075 3.3.1　吸附铀 076 3.3.2　吸附其他放射性核素 079 3.4　黏土矿物 080 3.4.1　层状硅酸盐 080 3.4.2　层状双氢氧化物 085 3.4.3　金属氧化物 092 3.5　纳米零价铁（nZVI）等金属纳米粒子 096 3.5.1　nZVI 吸附铀等放射性核素 096 3.5.2　其他金属纳米粒子吸附铀等放射性核素 103 3.6　金属硫化物 104 3.6.1　吸附铀 104 3.6.2　吸附其他放射性核素 106 第4章 无机氧化物TiO2团簇铀酰复合物结构和界面性质计算 109 4.1　概述 109 4.2　计算方法 111 4.3　结果与讨论 119 4.3.1　几何结构 119 4.3.2　能量计算 124 4.3.3　电子结构 129 4.4　小结 136 参考文献 138