环境工程中的纳米技术

第1章绪论1

11纳米技术的发展简史3

12胶体和纳米粒子5

参考文献6

第2章纳米粒子的物理化学性质8

21纳米粒子的表面能和化学势8

211纳米粒子的表面能8

212化学势10

22纳米粒子间的相互作用12

221粒子间范德华引力12

222粒子间的静电排斥力15

223DLVO理论17

23纳米粒子的聚沉19

231快速聚沉19

232缓慢聚沉21

24纳米粒子的静电稳定22

25空间位阻稳定24

251溶剂和聚合物25

252聚合物层间的相互作用25

26稳定剂的类型和效果28

261稳定剂的类型29

262稳定剂的效果30

27成核和结晶31

271均相成核31

272核生长34

273陈化过程36

参考文献37

第3章纳米材料的制备39

31纳米粒子的常规制备39

311“自上而下”法39

312“自下而上”法41

32金属纳米材料的制备41

321还原剂的影响44

322聚合物稳定剂的影响47

33半导体纳米材料的制备48

331水热法48

332有机溶剂热法49

333超声化学法51

334辐射合成法54

34氧化物纳米材料的制备55

341溶胶凝胶法55

342水解法57

343沉淀法58

参考文献59

第4章纳米材料的表征62

41氮吸附法62

411氮吸附法测定BET比表面积62

412氮吸附法测定孔容、孔径分布63

42散射法（光散射、X射线、中子散射）64

421光和材料的作用原理65

422光散射66

423原子力显微镜（AFM）和扫描隧道显微镜68

424拉曼光谱70

425X射线衍射（XRD）71

426纳米颗粒跟踪分析（NTA）73

43吸收光谱75

431紫外可见光光谱77

432X射线吸收光谱78

44X射线光电子谱（XPS）80

441XPS测量原理80

442样品制备80

443纳米应用82

45电子显微镜82

451操作原理83

452样品制备84

参考文献85

第5章纳米材料在环境净化和修复中的应用87

51零价纳米铁颗粒在环境修复中的应用87

511零价纳米铁用于脱氯88

512纳米ZVI用于还原固定土壤和地下水中对

氧化还原反应敏感的金属110

513纳米ZVI的其他应用115

514纳米ZVI在环境修复应用中的限制124

52纳米铁氧化物颗粒在环境中的应用125

521纳米铁氧化物颗粒在水处理中的应用125

522纳米铁氧化物颗粒用于原位固定土壤和地下水中的重金属130

53铁硫化物和含硫纳米粒子在原位固定汞方面的应用133

531FeS纳米粒子的制备134

532FeS纳米粒子去除土壤和地下水中的汞135

54磷酸亚铁纳米颗粒应用于原位固定重金属139

541磷酸亚铁纳米颗粒的制备139

542磷酸亚铁纳米颗粒用于原位固定铅139

543磷酸铁纳米颗粒用于原位固定铜145

参考文献148

第6章纳米粒子在多孔介质中的运移162

61渗流理论162

611基本概念162

612渗流基本定律——达西定律167

613渗流连续方程169

614渗流基本微分方程170

615溶质运移机制172

62纳米粒子运移建模177

621数学模型177

622实例183

63纳米粒子迁移率和最大迁移距离对其原位应用的重要性188

64稳定剂和介质表面化学作用对纳米粒子迁移率的影响188

641稳定剂及其对纳米粒子迁移率的影响188

642介质表面化学作用及其对纳米粒子迁移率的影响189

参考文献191

本书主要涵盖纳米材料和纳米技术在环境修复和净化方面的各种应用，主要介绍了与环境有关的纳米粒子的合成和表征的基本技术；关子纳米材料的有关物理和化学的基本知识，特别是纳米颗粒的稳定和颗粒间的相互作用；纳米颗粒在环境修复和污染净化方面的最新技术；讨论了纳米多孔介质中的传输和建模技术的基本理论。
本书可供环境科学与工程、材料工程等领域的工程技术人员、科研人员和管理人员参考，也可供高等学校相关专业师生参阅。

近年来，随着纳米技术的发展，各种纳米材料被广泛应用与环境修复和污染净化领域，纳米材料由于其纳米级结构单元的特点，与传统方法相比，不仅处理效率高、速度快，而且在土壤修复方面可以制备成悬浮液直接注入污染土壤中，具有常规材料无法比拟的优势。本书编著者长期从事纳米颗粒在土壤和水体中的环境修复和污染净化方面的研究，提供了大量纳米颗粒在土壤修复和水体净化方面的具体应用，具有很高的学术价值。
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本书可供环境科学与工程、材料工程等领域的工程技术人员、科研人员和管理人员参考，也供高等学校相关专业师生参阅。