新型高效锰基水净化材料

本书结合水净化材料的发展趋势和作者多年的研究成果，重点阐述新型高效锰基水净化材料的设计、合成、表征、测试和应用等。全书共七章，第1章主要概述水体中常见的主要污染物；第2章从物理法、化学法和生物法三个方面概述常见的水净化处理技术；第3章至第7章为作者的原创性科研成果，分别介绍五种新型高效锰基水净化材料：单组分锰基纳米净化材料、铜锰基纳米净化材料、铁锰基纳米净化材料、钙锰基纳米净化材料和生物质锰钙复合纳米净化材料的设计、合成、表征和水净化功效研究。

目录
前言
第1章 水体中的污染物 1
1.1 无机污染物 1
1.1.1 无机无毒物 2
1.1.2 无机有毒物 3
1.2 有机污染物 4
1.2.1 挥发性有机污染物 4
1.2.2 半挥发性有机污染物 8
1.3 其他污染物 10
1.3.1 病原微生物 10
1.3.2 水体油污染 11
1.3.3 水体感官性污染 11
1.3.4 水体“富营养化”· 12
1.3.5 水体热污染 12
1.3.6 放射性污染 13
1.4 本章小结 13
参考文献 14
第2章 常见的水净化处理技术 16
2.1 物理法 16
2.1.1 吸附法 17
2.1.2 膜分离法 18
2.1.3 溶剂萃取法 19
2.1.4 气浮法 20
2.1.5 磁分离法 21
2.2 化学法 21
2.2.1 化学沉淀法 22
2.2.2 化学混凝法 22
2.2.3 离子交换法 23
2.2.4 光催化法 24
2.2.5 电解法 25
2.2.6 超临界水氧化法 25
2.2.7 臭氧氧化法 26
2.2.8 芬顿法 27
2.3 生物法 28
2.3.1 生物膜法 29
2.3.2 活性污泥法 29
2.3.3 人工湿地法 30
2.4 本章小结 31
参考文献 31
第3章 单组分锰基纳米净化材料 34
3.1 锰基纳米组装材料研究 34
3.1.1 低维纳米材料 34
3.1.2 纳米组装材料 35
3.1.3 纳米组装材料的合成方法 36
3.1.4 锰基纳米组装材料及其研究意义 40
3.2 样品制备与表征 44
3.2.1 实验试剂及仪器设备 44
3.2.2 样品的主要表征方法 45
3.2.3 实验的主要溶液配制 48
3.2.4 性能测试 49
3.3 材料的合成及性能 50
3.3.1 Mn3O4与Mn2O3的制备 51
3.3.2 Mn3O4与Mn2O3的物相、形貌、结构分析 51
3.3.3 Mn3O4与Mn2O3对苯酚降解效率和TOC分析 54
3.3.4 Mn3O4与Mn2O3降解苯酚前后的XPS分析 56
3.3.5 Mn3O4与Mn2O3对苯酚的降解机理 59
3.3.6 Mn3O4与Mn2O3的 Mn 离子溶出率和回收循环实验 63
3.3.7 Mn3O4与Mn2O3降解混合性有机污染物 65
3.4 本章小结 66
参考文献 66
第4章 铜锰基纳米净化材料 74
4.1 Mn-Cu纳米材料的制备 75
4.2 Mn-Cu样品的物相、形貌、结构分析 75
4.2.1 Mn-Cu样品的XRD物相分析 75
4.2.2 Mn-Cu样品的SEM和TEM的微观结构形貌分析 76
4.2.3 Mn-Cu样品的AFM结构分析和BET分析 78
4.3 Mn-Cu样品的FTIR分析和TGA 79
4.4 Mn-Cu样品的拉曼光谱分析 80
4.5 Mn-Cu样品结构形貌的形成机制探究 81
4.5.1 Mn-Cu样品的XPS分析 81
4.5.2 Mn-Cu-0.1的形貌演变过程 82
4.5.3 Mn-Cu-0.3的形貌演变过程 84
4.5.4 Cl-对 Mn-Cu样品的作用机制 86
4.5.5 CuCl2加入前后对样品形貌的影响 88
4.5.6 Mn-Cu样品的形成机理 89
4.6 Mn-Cu样品对于甲基蓝的降解性能探究 89
4.7 本章小结 91
参考文献 91
第5章 铁锰基纳米净化材料 95
5.1 铁基纳米材料的分类与合成方式 95
5.1.1 铁单质和铁合金材料 95
5.1.2 铁系化合物和复合铁系纳米材料 96
5.2 Fe3O4纳米吸附剂的合成与改性方法 96
5.2.1 Fe3O4纳米吸附剂的合成方法 97
5.2.2 Fe3O4纳米吸附剂的表面修饰改性 97
5.3 Fe3O4纳米材料的性能分析及其选择吸附性能研究 99
5.3.1 Fe3O4纳米材料的性能分析 99
5.3.2 Fe3O4磁性纳米材料对Pb2+的吸附影响因素探讨 104
5.3.3 模拟铅锌尾矿工业废水中对Pb2+的选择吸附 106
5.3.4 吸附等温线 108
5.3.5 低浓度复杂离子体系中的吸附状况 109
5.3.6 吸附机理探究 110
5.4 铁锰基纳米净化材料的性能分析及其选择吸附性能研究 112
5.4.1 铁锰基纳米净化材料的制备 113
5.4.2 铁锰基纳米净化材料的表征 113
5.4.3 铁锰基纳米净化材料吸附 Pb2+影响因素探讨 121
5.4.4 模拟铅锌尾矿工业废水中对 Pb2+的选择吸附 125
5.4.5 吸附等温线 130
5.4.6 低浓度复杂离子体系中的吸附状况 132
5.4.7 吸附机理探究 135
5.4.8 吸附-再生循环实验 138
5.5 本章小结 139
参考文献 140
第6章 钙锰基纳米净化材料 143
6.1 多级纳米结构材料 143
6.1.1 多级纳米结构材料概述 143
6.1.2 纳米材料在环境废水处理中的应用 143
6.1.3 本章的创新点 145
6.2 实验部分 145
6.2.1 钙锰基纳米净化材料的合成、表征及其性能研究 145
6.2.2 钙锰基纳米净化材料的组成结构表征 145
6.2.3 模拟废水的配置 148
6.2.4 测试方法 149
6.3 钙锰基纳米净化材料的制备及其性能研究 149
6.3.1 样品的制备 150
6.3.2 样品的表征 151
6.3.3 样品的性能测试 157
6.3.4 机理探究 163
6.3.5 循环性能试验 170
6.4 本章小结 173
参考文献 174
第7章 生物质锰钙复合纳米净化材料 179
7.1 生物废弃物转化为功能纳米材料的研究 179
7.1.1 生物废弃物 179
7.1.2 生物废弃物的应用 180
7.2 生物质锰钙复合纳米净化材料的合成及其表征 182
7.2.1 实验原料与仪器 182
7.2.2 样品制备 183
7.2.3 生物质锰钙复合纳米净化材料的表征与结果 185
7.2.4 生物质锰钙复合纳米净化材料的生长机理 188
7.3 生物质锰钙复合纳米净化材料的性能研究及合成策略普适性 192
7.3.1 实验准备 192
7.3.2 生物质锰钙复合纳米净化材料对 Pb2+的超高吸附容量 193
7.3.3 生物质锰钙复合纳米净化材料对其他重金属离子的处理能力 194
7.3.4 生物质锰钙复合纳米净化材料与分析纯Mn3O4性能对比 195
7.3.5 生物质锰钙复合纳米净化材料的吸附影响因素探究 195
7.3.6 生物质锰钙复合纳米净化材料的等温吸附研究 197
7.3.7 生物质锰钙复合纳米净化材料的吸附动力学研究 199
7.3.8 生物质锰钙复合纳米净化材料的吸附机理分析 200
7.3.9 生物质锰钙复合纳米净化材料吸附后样品分析 202
7.3.10 生物质锰钙复合纳米净化材料的吸附容量与文献值的比较 203
7.3.11 探究前驱体比例对性能的影响 204
7.3.12 普适性研究 206
7.4 规则花状结构生物质锰钙复合纳米净化材料的制备及应用拓展 207
7.4.1 实验方法 207
7.4.2 材料的表征与结果 208
7.4.3 花状生物质锰钙复合纳米净化材料生长机理初步探究 212
7.4.4 花状生物质锰钙复合纳米净化材料的应用及其拓展 219
7.5 本章小结 220
参考文献 222