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第1章环境电化学概述1

1.1绿色化学与清洁环境1

目 录1

1.1.1绿色化学2

1.1.2绿色电化学工艺技术3

1.1.3环境电化学发展趋势4

1.2环境介质及污染物的迁移与毒性9

1.2.1大气污染9

1.2.2水体与土壤污染11

1.2.3有机污染物与无机污染物16

1.2.4环境微生物27

1.3.1电化学氧化与还原28

1.3污染防治的物理化学与电化学方法28

1.3.2电气浮与电凝聚31

1.3.3电渗析与膜分离34

1.3.4离子交换吸附与磁分离36

1.3.5萃取与超临界流体萃取38

参考文献40

第2章环境污染物的电化学特征42

2.1 电化学反应的作用原理42

2.1.1电荷与质量传递42

2.1.2电化学体系的热力学与动力学44

2.2.1一般有机污染物51

2.2有机污染物的电化学特征51

2.2.2危险有机污染物55

2.3无机污染物的电化学特征71

2.3.1重金属污染物71

2.3.2类金属污染物80

2.3.3阴离子与气体污染物87

2.3.4有机金属化合物90

2.3.5有机硫、磷、砷衍生物92

参考文献99

第3章环境污染物的电化学检测101

3.1流动注射分析102

3.2电位传感器105

3.2.1形态分析108

3.2.2固体与气敏传感器109

3.2.3流动体系111

3.2.4电位传感器的环境分析实例112

3.3流动相安培—库仑计与伏安—极谱检测器115

3.3.1普通电分析池设计115

3.3.2专用电分析池与电极尺寸117

3.3.3双电极与阵列检测器120

3.3.4电极材料与电极表面修饰123

3.3.5双氧逸出与衍生作用实测135

3.4环境污染物的安培传感器检测137

3.5环境污染物的气敏安培传感器145

3.6溶出分析法149

3.6.1吸附物伏安溶出149

3.6.2阳极溶出与检出物收集152

3.6.3差减溶出伏安法152

3.6.4电位滴定分析155

3.6.5溶出分析的多种特性157

3.6.6水中痕量元素溶出形态分析158

3.6.7环境相关元素电化学形式分析164

3.6.8其他环境污染物溶出分析166

3.7污染物极谱测定168

3.8电化学与原子光谱联合分析法170

3.9电导检测器172

3.10污染物光辅助检测174

3.10.1光电化学检测175

3.10.2光电流与荧光测定176

3.10.3光谱电化学测定178

参考文献180

第4章环境污染物的电化学修复182

4.1 电化学修复的特征与原理182

4.1.1电修复的典型特征182

4.1.2电流、电荷与电位184

4.1.3电极／溶液界面与化学电池185

4.1.4强对流池中的质量传递190

4.2污染物的直接电解193

4.2.1有机污染物阳极氧化分解实例194

4.2.2无机污染物阳极氧化分解实例202

4.2.3污染物电还原用阴极材料204

4.2.4有机污染物阴极还原处理实例204

4.2.5无机污染物阴极还原处理实例205

4.3污染物间接电解223

4.3.1可逆电极过程223

4.3.2不可逆电极过程228

4.3.3芬顿反应的电净化工艺230

4.4.1导电聚合物232

4.4电修复用新材料232

4.3.4依pH值调控的电极过程232

4.4.2膜与电极表面修饰制剂237

参考文献240

第5章环境污染物的光电化学与光催化降解244

5.1H2O2和O3的光解与水合电子eaq的产生245

5.2羟基自由基与水合电子的降解作用248

5.3污染物的直接光解250

5.4 UV/H2O2体系的作用机理与应用实例251

5.5 UV/O3体系的作用机理与应用实例260

5.6 UV/H2O2/O3联合降解工艺265

5.7光电子净化剂的改进与发展265

5.8.1光催化原理与适用范围268

5.8多相光催化作用268

5.8.2热力学特征272

5.8.3半导体光催化材料构型特征273

5.8.4光催化促进光吸收276

5.8.5 TiO2光电极载流子动力学280

5.8.6 TiO2光电极的光加载285

5.8.7 TiO2光照电极界面电子与空穴迁移动力学288

5.8.8TiO2光电极上的光催化反应296

5.8.9反应媒介物302

5.8.10几种光解方法的比较307

5.8.11有机污染物的光催化氧化309

5.8.12无机污染物的光催化处理310

5.8.13气体污染物的气相光解作用311

5.8.14光催化反应器的设计与展望312

5.9金属电极的光电子发射314

参考文献316

第6章饮用水的电化学与光电化学净化319

6.1饮用水的杀菌消毒法320

6.1.1通常要求320

6.1.2化学杀菌消毒法320

6.1.3杀菌消毒的副产物326

6.1.4异味的消除328

6.2饮用水电化学杀菌消毒法329

6.1.5有机物指示剂329

6.2.1 电吸附微生物及其直接电子转移330

6.2.2现场电发生杀菌剂331

6.3高能辐射杀菌消毒法333

6.4饮用水紫外线杀菌消毒法334

6.4.1紫外线性能334

6.4.2 UV发射剂量及其作用强度336

6.4.3 UV杀菌池中悬浮化学物作用338

6.4.4几种微生物杀菌消毒法比较342

6.4.5光再生与亚致死UV损伤的修复343

6.4.6流水式UV杀菌消毒法344

6.4.7水合氯的光解脱除345

6.4.8 UV/O3联合氧化净水工艺347

6.5空气与饮用水光电化学杀菌消毒法348

6.6电化学测定与微生物计数349

参考文献353

第7章电絮凝处理炼油废水356

7.1 油水乳状液的表面电现象356

7.1.1油水乳状液的界面电荷来源359

7.1.2表面电荷双电层模型362

7.2带电表面膜的稳定与去稳364

7.2.1胶体体系带电稳定理论365

7.2.2电解质使溶胶和悬浮体脱稳367

7.3.1电括性铝凝剂379

7.3电发生絮凝剂379

7.3.2电凝聚的铝阳极过程381

7.4炼油废水电净化400

7.4.1炼油废水电净化脱硫工艺401

7.4.2含油废水电净化微机监控系统402

7.5电化学反应器403

7.5.1电化学反应器设计类型403

7.5.2 ECR性能因数与设计标准404

参考文献410

第8章电渗析处理涂装类废水412

8.1 电渗析与膜电位412

8.1.1浓差膜电位413

8.1.2双离子电位416

8.1.3电渗透膜418

8.1.4电化学离子交换过程420

8.2电泳漆及其涂装废水423

8.2.1电泳漆与酸排水423

8.2.2涂装酸排水电渗析工艺425

8.2.3超滤膜及其净化工艺428

8.3电镀与电镀废液430

8.3.1 电渗析处理电镀废水430

8.3.2处理电极及其净化槽431

8.4酸洗与液膜电渗析435

8.4.1液膜的形成与类型435

8.4.2液膜电渗析分离重金属离子441

8.4.3液膜分离有毒酸性气体445

参考文献450

第9章大气环境电化学452

9.1气溶胶及其电裂解452

9.2电脱硫控制SO2排放量453

9.2.1二氧化硫与酸雨453

9.2.2化学脱硫455

9.2.3电化学脱硫457

9.3电氧化脱除酸洗酸雾461

9.3.1恶性酸雾及其电化学监控461

9.3.2盐酸酸雾的抑制470

9.3.3硫酸酸雾的抑制474

9.4臭氧及其原位电氧化488

9.4.1臭氧洞及其光氧化机理489

9.4.2臭氧原位电发生490

9.5 CO2的电化学转化492

9.5.1 CO2电化学转化途径493

9.5.2 CO2电化学还原试验结果500

9.6电解水及其清洁能源502

9.6.1绿色氢能源502

9.6.2电解水制氢505

9.6.3光电解池制氢508

参考文献510

附录专有名词缩写512