松香基吸附材料及其环境污染控制的应用原理

我国松脂资源丰富，松香是一种可再生的天然林化资源，也是石化原料的重要替代品。本书以松香基吸附材料为核心，系统评述了各种松香基吸附材料在环境领域的应用研究进展。本书简述了吸附材料的类型及研究进展，吸附剂的设计原理、制备和研究方法；介绍了松香及其衍生物的基本性质和改性方法，并对松香基吸附材料的应用前景进行了展望；针对水中各种典型环境污染物（染料、重金属离子、抗生素、酚类有机物和苯系物等），总结了松香基表面活性剂改性矿物材料、松香基高分子聚合物、松香酸淀粉酯等高效的吸附剂的制备方法、性能表征，及其对不同污染物的去除性能与机制，系统评价了多种松香基吸附剂的吸附量、吸附速率和再生性能。

目录
前言
第1章 吸附材料概述 1
1.1 活性炭 1
1.1.1 活性炭的制备方法 1
1.1.2 活性炭的改性方法 2
1.1.3 活性炭的再生 3
1.1.4 活性炭的应用 4
1.2 粉煤灰 4
1.2.1 粉煤灰的理化性质 5
1.2.2 粉煤灰的改性方法 5
1.2.3 粉煤灰的应用 6
1.3 膨润土 7
1.3.1 膨润土的组成与特点 7
1.3.2 膨润土的改性方法 7
1.3.3 膨润土在废水处理中的应用 8
1.4 沸石 9
1.4.1 沸石的组成与特点 9
1.4.2 沸石的改性方法 10
1.4.3 沸石的应用 11
1.5 分子筛 12
1.5.1 分子筛的组成与特点 12
1.5.2 分子筛的制备方法 12
1.5.3 分子筛的应用 13
1.6 高岭土 14
1.6.1 高岭土的组成与特点 14
1.6.2 高岭土的改性方法 14
1.6.3 高岭土的应用 16
1.7 凹凸棒土 17
1.7.1 凹凸棒土的组成与特点 17
1.7.2 凹凸棒土的改性方法 17
1.7.3 凹凸棒土的应用 19
1.8 活性氧化铝 20
1.8.1 活性氧化铝制备方法 20
1.8.2 活性氧化铝的应用 20
1.8.3 活性氧化铝的再生 21
1.9 硅胶 21
1.9.1 硅胶的制备方法 21
1.9.2 硅胶的应用 21
1.10 高分子吸附材料 22
1.10.1 吸附树脂 22
1.10.2 纤维素类吸附剂 24
1.10.3 淀粉类吸附剂 24
1.10.4 甲壳素/壳聚糖类吸附剂 25
1.10.5 木质素类吸附剂 25
1.11 纳米吸附材料 26
1.11.1 碳纳米管 26
1.11.2 石墨烯和富勒烯 28
1.11.3 纳米二氧化钛 29
1.11.4 纳米零价铁 29
1.11.5 纳米二氧化硅 29
参考文献 30
第2章 环境吸附研究方法和理论 39
2.1 吸附剂的设计原则 39
2.1.1 吸附势能 39
2.1.2 吸附热 40
2.2 吸附剂设计考虑的因素 40
2.2.1 极化率、电荷、范德瓦耳斯半径 40
2.2.2 孔隙大小和几何形状 41
2.3 吸附剂的制备概述 41
2.3.1 大比表面积吸附剂的制备 42
2.3.2 高密度官能团吸附剂的制备 42
2.3.3 有序介孔吸附剂的制备 43
2.4 吸附剂的理化性质表征及评价方法 44
2.4.1 吸附剂的理化性质表征 44
2.4.2 吸附剂的评价方法 45
2.5 吸附的动力学和热力学研究 47
2.5.1 吸附动力学及模型拟合 47
2.5.2 吸附等温线及模型拟合 47
2.5.3 吸附热力学研究 49
2.6 动态吸附和再生研究方法 50
2.6.1 动态吸附模型 50
2.6.2 吸附剂的再生 52
2.7 吸附机理研究方法 53
2.7.1 FTIR分析 54
2.7.2 XPS分析 54
2.7.3 X射线吸收精细结构（XAFS）分析 55
2.7.4 核磁共振（NMR）分析 55
2.7.5 电子顺磁共振（EPR）分析 56
2.7.6 拉曼光谱分析 56
2.7.7 计算机模拟技术 56
2.8 吸附剂的稳定性和使用寿命评价 57
2.8.1 吸附剂的稳定性评价 57
2.8.2 吸附剂的使用寿命评价 58
参考文献 58
第3章 松香改性及松香基吸附剂 66
3.1 松香的结构及性质 66
3.2 松香的改性及其应用 67
3.2.1 松香羧基的改性与应用 67
3.2.2 松香双键的改性与应用 69
3.2.3 脱氢松香芳环的改性与应用 71
3.2.4 松香初级衍生物的改性与应用 72
3.2.5 松香的聚合改性与应用 73
3.3 松香基吸附材料的分类及展望 74
参考文献 75
第4章 松香基表面活性剂改性矿物材料吸附水中染料及其机理 79
4.1 松香基表面活性剂概述 79
4.2 松香基表面活性剂的制备 80
4.2.1 N,N-二甲基脱氢枞胺的制备 80
4.2.2 N,N-二甲基脱氢枞胺基氧化叔胺的制备 81
4.2.3 N,N-二甲基脱氢枞胺基氧化叔胺的结构表征 83
4.3 N,N-片二甲基脱氢枞胺基氧化叔胺改性沸石吸附剂 84
4.3.1 N,N-二甲基脱氢枞胺基氧化叔胺改性沸石吸附剂的制备 84
4.3.2 吸附剂的表征 84
4.3.3 吸附特性 89
4.3.4 脱附再生和循环利用 94
4.3.5 吸附机理 95
4.4 松香基季铵盐阳离子表面活性剂改性沸石 97
4.4.1 松香基季铵盐阳离子表面活性剂改性沸石吸附剂的制备 97
4.4.2 TAAC改性沸石吸附剂的表征 97
4.4.3 吸附特性 100
4.4.4 脱附再生和循环利用 105
4.5 N,N-二甲基脱氢枞胺基氧化叔胺改性凹凸棒土吸附去除染料 105
4.5.1 吸附剂的制备 105
4.5.2 DAAO改性凹凸棒土的表征 106
4.5.3 吸附特性 109
4.5.4 脱附再生和循环利用 114
4.6 小结 114
参考文献 116
第5章 松香基表面活性剂改性天然矿物吸附去除水中腐殖酸研究 120
5.1 N,N-二甲基脱氢枞胺基氧化叔胺改性沸石吸附去除水中HA的性能 121
5.1.1 吸附特性 121
5.1.2脱附再生和重复利用 126
5.2 DAAO改性凹凸棒土吸附剂及其去除水中HA的性能 126
5.2.1 吸附特性 126
5.2.2再生和循环利用 132
5.3 小结 133
参考文献 134
第6章 松香基高分子聚合物吸附去除水中重金属离子的特性和机理 137
6.1 松香基高分子聚合物吸附剂吸附重金属离子 138
6.1.1 氨化松香基交联聚合树脂 138
6.1.2 吸附机理 149
6.2 氨化松香基交联聚合树脂动态吸附重金属离子研究 153
6.2.1 动态吸附实验 153
6.2.2 EDAR对单一和混合体系重金属离子的动态吸附特性 154
6.2.3 动态吸附过程中的影响因素 154
6.2.4 EDAR的动态吸附模型 157
6.2.5 动态脱附与再生研究 158
6.3 松香基三烯丙酯交联聚合树脂吸附剂对重金属离子的吸附 159
6.3.1 松香基三烯丙酯交联聚合树脂的制备 159
6.3.2 TAMPA的表征 159
6.3.3 吸附特性 161
6.3.4 TAMPA再生 166
6.3.5 TAMPA与其他吸附剂的吸附性能比较 168
6.3.6 吸附机理 170
6.4 小结 174
参考文献 175
第7章 松香基吸附树脂去除水中酚类化合物的特性和机理 179
7.1 EDAR吸附酚类化合物 180
7.1.1 EDAR对酚类化合物吸附的选择性 180
7.1.2 EDAR与其他吸附剂吸附4-NP研究 181
7.2 影响EDAR吸附4-硝基苯酚的因素 182
7.2.1 pH的影响 182
7.2.2 离子强度的影响 183
7.2.3 共存组分的影响 184
7.3 EDAR吸附4-硝基苯酚的动力学和热力学 185
7.3.1 吸附动力学 185
7.3.2 吸附等温线 185
7.3.3 吸附热力学 187
7.3.4 脱附再生与重复利用 187
7.3.5 4-NP和Ph混合溶液的吸附特性 188
7.3.6 EDAR在实际水样的应用 190
7.4 吸附机理 190
7.4.1 FTIR分析 190
7.4.2 XPS分析 190
7.4.3 结合模式 192
7.5 小结 196
参考文献 196
第8章 松香基吸附树脂去除水中抗生素的吸附特性和机理 200
8.1 抗生素的污染状况及处理技术 200
8.1.1 抗生素的污染状况 200
8.1.2 处理技术 201
8.2 松香基吸附树脂处理喹诺酮类抗菌药污染的研究 202
8.2.1 水溶液环境条件的影响 202
8.2.2 吸附动力学与热力学 204
8.2.3 脱附再生和重复使用 207
8.2.4 与商业树脂吸附NOR性能的对比 207
8.2.5 吸附机理 208
8.3 松香基吸附树脂处理青霉素类抗菌药污染的研究 210
8.3.1 水溶液环境条件的影响 210
8.3.2 吸附动力学与热力学 212
8.3.3 脱附再生与重复利用 215
8.3.4 吸附机理 216
8.3.5 与商业树脂吸附青霉素类污染物的比较 217
8.4 小结 217
参考文献 218
第9章 松香酸淀粉酯类吸附剂去除苯系物的特性研究 224
9.1 淀粉概述 224
9.1.1 淀粉结构 224
9.1.2 淀粉的性质 226
9.2 淀粉的改性 227
9.2.1 改性淀粉 227
9.2.2 微孔淀粉 231
9.2.3 改性淀粉吸附剂 232
9.3 松香酸淀粉酯吸附剂的制备及表征 235
9.3.1 RAS的制备及条件优化 236
9.3.2 RAS表征分析 240
9.4 松香酸淀粉酯吸附剂的应用 243
9.4.1 松香酸淀粉酯吸附去除苯酚的性能研究 243
9.4.2 松香酸淀粉酯吸附去除苯并芘的性能研究 247
9.5 小结 251
参考文献 252