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第1章 环境功能纳米材料的制备1

1.1 引言1

1.2 环境功能纳米材料的制备技术2

1.2.1 气相法2

1.2.2 液相法12

1.2.3 固相法26

1.2.4 其他方法29

1.3 环境功能纳米材料的功能化31

1.3.1 环境纳米吸附材料的功能化32

1.3.2 环境纳米催化材料的功能化33

1.3.3 环境纳米分离分析材料的功能化34

1.3.4 环境纳米传感材料的功能化34

参考文献36

第2章 纳米材料的表征和分析测定39

2.1 引言39

2.2 纳米材料的定性表征与定量39

2.2.1 颗粒形貌表征39

2.2.2 颗粒表面表征44

2.2.3 晶体结构与微环境47

2.2.4 颗粒组成50

2.2.5 颗粒浓度58

2.3 环境和生物介质中纳米材料的分离富集59

2.3.1 液液萃取59

2.3.2 固相萃取60

2.3.3 浊点萃取61

2.3.4 场流分级技术63

2.3.5 尺寸排阻色谱技术65

2.3.6 电泳技术66

2.3.7 密度梯度离心技术68

2.3.8 其他分离方法69

2.4 结论与展望69

参考文献70

第3章 纳米材料在污染物吸附去除中的应用74

3.1 引言74

3.2 吸附过程与原理74

3.2.1 吸附的基本原理74

3.2.2 吸附的过程与模型76

3.3 纳米吸附材料及特性81

3.3.1 常用的纳米吸附材料81

3.3.2 纳米材料的吸附特性82

3.4 纳米材料吸附去除水中有机污染物85

3.4.1 吸附机理85

3.4.2 吸附动力学过程86

3.4.3 吸附热力学过程90

3.4.4 影响因素97

3.5 纳米材料吸附去除水中重金属离子99

3.5.1 吸附机理99

3.5.2 吸附动力学过程100

3.5.3 吸附热力学过程103

3.5.4 影响因素106

3.6 纳米材料吸附去除水中无机阴离子110

3.6.1 吸附机理110

3.6.2 吸附动力学过程110

3.6.3 吸附热力学过程112

3.6.4 影响因素113

3.7 纳米材料在吸附处理工程中应用的设计原则和要求114

3.7.1 吸附处理单元的设计原则114

3.7.2 纳米吸附材料的固液分离要求114

3.7.3 纳米吸附材料的再生技术要求115

参考文献115

第4章 纳米材料在水环境污染物催化降解中的应用119

4.1 引言119

4.2 纳米电催化材料120

4.2.1 纳米贵金属121

4.2.2 贵金属复合纳米碳材料124

4.2.3 纳米碳材料125

4.2.4 纳米金属氧化物126

4.2.5 纳米聚合物127

4.2.6 纳米电催化在水污染控制中的潜在应用128

4.3 纳米光催化材料132

4.3.1 纳米异质结材料133

4.3.2 光子晶体137

4.3.3 等离子共振材料138

4.3.4 高活性晶面优势暴露材料140

4.3.5 金属有机框架光催化材料141

4.3.6 无金属可见光响应纳米光催化材料142

4.3.7 纳米光催化在水污染控制中的潜在应用147

4.4 纳米臭氧催化材料148

4.4.1 纳米金属氧化物149

4.4.2 纳米碳材料151

4.4.3 介孔载体及介孔催化剂153

参考文献154

第5章 纳米技术在环境分析中的应用157

5.1 引言157

5.2 纳米技术在环境样品前处理中的应用157

5.2.1 碳纳米材料固相萃取和固相微萃取160

5.2.2 金属氧化物纳米材料固相萃取和固相微萃取166

5.2.3 聚合物纳米材料固相萃取和固相微萃取171

5.2.4 金属纳米材料固相萃取175

5.3 纳米技术在分离分析中的应用176

5.3.1 纳米技术在色谱分离分析中的应用177

5.3.2 纳米技术在毛细管电泳和开管柱电色谱中的应用180

5.3.3 纳米技术在微流控芯片毛细管电泳中的应用182

5.4 纳米传感技术在环境分析中的应用183

5.4.1 碳纳米材料传感技术184

5.4.2 金属纳米材料传感技术189

5.4.3 硅基纳米材料传感技术193

5.4.4 半导体量子点传感技术194

5.5 总结199

参考文献200

第6章 纳米材料在环境中的转化208

6.1 引言208

6.2 人工纳米材料的使用与环境释放208

6.3 环境介质中纳米材料的迁移与分布211

6.4 环境介质中纳米材料的转化212

6.4.1 物理转化212

6.4.2 化学转化215

6.4.3 生物转化215

6.5 典型纳米材料在环境中的转化行为215

6.5.1 纳米银215

6.5.2 零价纳米铁223

6.5.3 金属氧化物纳米材料224

6.5.4 碳纳米材料227

6.6 问题与展望231

参考文献231

第7章 人工纳米材料的环境效应与安全性评价238

7.1 纳米材料的毒性效应与安全性239

7.1.1 纳米材料的暴露与毒性239

7.1.2 纳米材料的跨膜运输240

7.1.3 纳米材料与生物大分子的相互作用242

7.1.4 纳米材料的生物降解243

7.1.5 纳米材料的毒性效应246

7.1.6 影响纳米材料毒性的因素257

7.1.7 纳米材料的毒性作用机制261

7.2 纳米材料的环境与生态效应267

7.2.1 生物对环境中纳米材料的摄取、积累与毒性268

7.2.2 纳米粒子的食物链传递270

7.2.3 纳米材料的生物有效性271

7.2.4 纳米材料的生态毒理学效应273

参考文献281

索引293