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第1章 功能材料设计基础1

1.1材料设计的基本概念1

1.1.1材料设计1

1.1.2材料设计的范围和层次2

1.2材料设计的发展3

1.3材料科学基础知识5

1.3.1材料科学发展概述5

1.3.2材料的物质结构基础6

1.3.3材料的晶体学结构基础13

1.4材料设计方法16

1.4.1材料设计的数据库技术16

1.4.2人工智能专家系统18

1.4.3计算机模拟技术用于材料设计20

1.4.4量子化学与材料设计20

1.5环境功能材料及设计22

1.5.1环境问题与环境功能材料22

1.5.2环境功能材料的分类23

2.2水污染净化材料25

2.2.1氧化还原材料25

第2章 环境污染净化用材料25

2.1简介25

2.2.2悬浮物质分离材料32

2.2.3沉淀分离材料39

2.2.4膜分离材料41

2.3大气污染净化材料45

2.3.1吸附剂45

2.3.2吸收液48

2.4噪声污染控制材料48

2.4.1吸声材料48

2.4.3阻尼降噪材料52

2.4.2隔声材料52

参考文献54

第3章 高效电催化电极材料56

3.1电化学及其在污染治理中的应用56

3.2电催化电极的研究与应用现状58

3.2.1电极58

3.2.2电催化电极在环境工程领域的研究现状59

3.3电极的结构与电催化性能60

3.3.1电极对电化学过程的影响60

3.3.2电催化及电催化电极62

3.3.3半导体电化学基础70

3.3.4电极结构与难降解有机物的电催化降解80

3.4.1电催化电极的组成及结构89

3.4电催化电极的设计与制备89

3.4.2电催化电极的制备91

参考文献94

第4章 用于污染物去除的功能催化剂材料96

4.1高级氧化及意义96

4.2半导体光催化氧化功能催化剂的设计与制备96

4.2.1半导体光催化基础理论知识97

4.2.2纳米半导体光催化材料的特性、制备和表征103

4.2.3半导体光催化技术在环境中的应用109

4.2.5半导体光催化技术的问题与展望111

4.2.4半导体光催化材料的固定化111

4.2.6可见光光催化氧化112

4.3用于湿式氧化技术的功能催化剂的设计与制备115

4.3.1湿式氧化用催化剂115

4.3.2湿式氧化催化剂的分类116

4.3.3湿式氧化催化剂的设计121

4.3.4湿式氧化用催化剂的制备126

4.3.5湿式氧化催化剂的应用130

参考文献131

5.1.1电磁波谱139

第5章 电磁污染控制材料139

5.1电磁波谱及危害简介139

5.1.2电磁波对人体的危害140

5.1.3电磁辐射的其他危害142

5.2电磁波屏蔽材料142

5.2.1电磁屏蔽机理143

5.2.2电磁屏蔽材料145

5.3电磁波吸收原理及吸收材料151

5.3.1电磁波吸收原理151

5.3.2电磁波吸收材料152

5.4.1X（γ）射线防护材料的屏蔽原理155

5.4X（γ）射线防护材料的设计及制备155

5.4.2对X（γ）射线防护材料的要求与确定157

5.4.3X（γ）射线防护材料及其制备158

5.5紫外辐射及控制160

5.5.1紫外辐射的危害160

5.5.2紫外辐射控制材料161

5.6红外辐射及控制164

5.6.1红外辐射控制原理164

5.6.2红外辐射控制材料164

5.7.2电子仪器保护166

5.7电磁污染控制材料的应用166

5.7.1军用166

5.7.3个人防护167

参考文献167

第6章 多功能环境修复材料——高吸水树脂169

6.1概述169

6.1.1高吸水树脂的发展169

6.1.2高吸水树脂的种类169

6.2.1高吸水树脂的吸水原理及吸水性能170

6.2高吸水树脂的性能170

6.2.2高吸水树脂的保水原理和保水性能174

6.2.3高吸水树脂水凝胶的体积相变性能176

6.2.4高吸水树脂水凝胶的其他性能176

6.3高吸水树脂的制备177

6.3.1高吸水树脂的传统合成方法概述177

6.3.2高吸水树脂的微波辐射合成178

6.4高吸水树脂在环境保护中的应用181

6.4.1荒漠化治理181

6.4.2降低化肥农药淋失率182

6.4.4吸附重金属183

6.4.3有机物与水的分离183

6.4.5防尘184

参考文献184

第7章 新型环境替代材料187

7.1氟氯烃制冷剂的更新替代187

7.1.1氟氯烃制冷剂及臭氧层破坏187

7.1.2CFC的替代187

7.2无磷洗涤剂的开发与应用190

7.2.1洗涤剂与环境190

7.2.2洗涤剂的原理191

7.2.3无磷洗涤剂192

7.3石棉替代材料194

7.3.1石棉及石棉的危害194

7.3.2石棉替代材料195

7.4绿色包装材料的设计与加工198

7.4.1绿色包装材料的设计198

7.4.2绿色包装材料的加工处理技术199

7.4.3绿色包装材料的开发和应用201

7.5生物可降解塑料的研制与开发204

7.5.1塑料与生态环境204

7.5.3生物降解塑料的分类205

7.5.2生物降解塑料的降解机理和特点205

7.5.4生物降解材料的研究开发现状208

7.5.5可降解塑料的应用趋势208

7.6生态建材209

7.6.1建材与环境209

7.6.2绿色建材的基本特征210

7.6.3建材工业发展的主要趋势210

7.6.4生态水泥和生态混凝土211

7.6.5建筑装饰材料213

参考文献216

第8章 能源技术与功能材料217

8.1太阳能电池用功能材料217

8.1.1光电动势原理217

8.1.2光电池的特征值217

8.1.3光电动势材料218

8.1.4最新的太阳能电池消息221

8.1.5太阳能电池的发展趋势222

8.2燃料电池用功能材料222

8.2.1质子交换膜燃料电池用功能材料223

8.2.2固体氧化物燃料电池用功能材料226

8.2.3熔融碳酸盐燃料电池用功能材料230

8.3极压抗磨材料与节能降耗231

8.3.1摩擦金属表面的结构232

8.3.2摩擦化学反应232

8.3.3减磨抗磨的方法232

8.3.4润滑油及润滑油添加剂233

8.3.5极压抗磨添加剂235

8.3.6表面修饰稀土化合物极压抗磨添加剂的制备239

参考文献241

第9章 具有环境协调性的功能材料的设计与制备245

9.1材料与资源和环境的关系245

9.2.2环境材料的研究内容246

9.2环境材料的基本概念246

9.2.1环境材料的概念246

9.3材料的环境影响评价方法与标准248

9.3.1环境影响评价的必要性248

9.3.2环境影响评价的概念249

9.3.3环境影响评价过程250

9.4环境友好材料设计与生产250

9.4.1材料行业的可持续发展的基本思想250

9.4.2环境材料的设计与生产技术252

参考文献258