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高级氧化还原技术可利用高活性自由基分解难降解有机物，是分解水中持久性有机污染物(POPs)极具前景的技术。本书介绍催化臭氧氧化、非均相类芬顿、活化过硫酸盐氧化、电化学和光催化等典型高级氧化还原技术在水中POPs等难降解性有机物去除研究方面的应用基础研究成果。重点介绍以强化高级氧化还原过程为目标的高效催化材料的设计和制备方法、新型反应器的构建、与其他技术的耦合方法和原理等。

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  丛书序
  前 言
  第1章 绪论 1
  1.1 持久性有机污染物简介 1
  1.2 POPs污染控制技术概述 4
  1.3 本书的内容和目标 11
  参考文献 11
  第2章 催化臭氧氧化技术 15
  2.1 臭氧氧化及催化臭氧氧化概述 15
  2.1.1 臭氧氧化分解POPs的基本原理 16
  2.1.2 催化臭氧氧化分解POPs的基本原理 18
  2.1.3 常见的非均相催化剂 20
  2.2 提高催化臭氧氧化材料性能的方法 26
  2.2.1 多孔载体 26
  2.2.2 多孔催化剂 31
  2.2.3 均相/非均相间的自转换 38
  2.2.4 非金属元素掺杂的碳材料 45
  2.3 催化臭氧氧化耦合膜分离技术 52
  2.3.1 复合金属氧化物催化臭氧氧化分离膜的制备方法及性能 52
  2.3.2 多级孔结构分离层对催化臭氧氧化分离膜性能的提高作用 62
  2.3.3 催化臭氧氧化分离膜的中试设备及性能 75
  2.4 本章小结 79
  参考文献 79
  第3章 芬顿技术 82
  3.1 芬顿技术概述 82
  3.1.1 均相芬顿技术基本原理 82
  3.1.2 非均相类芬顿技术基本原理 84
  3.2 多孔结构非均相催化剂及催化过程强化机理 85
  3.2.1 多孔载体 85
  3.2.2 多孔催化剂 87
  3.3 催化剂中Fe(Ⅲ)/Fe(Ⅱ)循环过程的强化方法与原理 94
  3.3.1 过渡金属元素掺杂 94
  3.3.2 Fe(Ⅲ)电子云密度的调控 105
  3.3.3 反应物对Fe(Ⅲ)/Fe(Ⅱ)循环过程的自强化作用 112
  3.4 本章小结 116
  参考文献 116
  第4章 硫酸根自由基氧化技术 119
  4.1 硫酸根自由基简介 119
  4.2 零价铁活化过硫酸盐 121
  4.3 钙钛矿活化过硫酸盐 127
  4.3.1 钙钛矿催化剂制备与表征 127
  4.3.2 钙钛矿催化剂的催化降解性能研究 131
  4.3.3 降解过程的活性物种识别 137
  4.4 掺杂多孔碳活化过硫酸盐 138
  4.4.1 氮掺杂多孔碳活化过硫酸盐 139
  4.4.2 钴、氮共掺杂多孔碳活化过硫酸盐 154
  4.5 本章小结 172
  参考文献 172
  第5章 电化学技术 177
  5.1 电化学技术分类、基本原理和常用材料 177
  5.1.1 电化学氧化技术 177
  5.1.2 电化学还原技术 180
  5.1.3 电芬顿技术 182
  5.1.4 电增强吸附技术 184
  5.2 新型碳材料电极的制备及其电化学还原脱卤性能 187
  5.2.1 碳纤维载钯电极脱氯性能 187
  5.2.2 多壁碳纳米管载钯电极脱氯性能 191
  5.2.3 石墨烯载钯电极脱溴性能 203
  5.2.4 氮掺杂金刚石电极脱溴和脱氟性能 208
  5.3 电增强吸附去除POPs的原理和方法 220
  5.3.1 电增强碳纳米管吸附污染物 220
  5.3.2 电增强碳纤维吸附污染物 229
  5.4 电化学法制备H2O2及原位电芬顿分解POPs的原理和方法 241
  5.4.1 多孔碳电极的制备及其氧还原产H2O2的性能 241
  5.4.2 元素掺杂提高多孔碳产H2O2速率的方法 251
  5.4.3 基于三维结构碳电极的电芬顿过程 257
  5.5 本章小结 264
  参考文献 264
  第6章 光催化技术 267
  6.1 光催化降解POPs概述 267
  6.2 提高光子吸收效率的方法 270
  6.2.1 纳米阵列结构光催化材料 270
  6.2.2 利用量子限域效应提高光吸收效率 273
  6.2.3 利用光子晶体材料提高光吸收效率 280
  6.3 可见光光催化材料 288
  6.3.1 掺杂和敏化TiO2 288
  6.3.2 局域表面等离子共振 296
  6.3.3 窄带半导体 305
  6.4 促进光生电荷分离的方法 317
  6.4.1 施加偏压 317
  6.4.2 构建异质结光催化材料 322
  6.5 强化界面反应的方法 396
  6.5.1 活性晶面优势暴露材料 396
  6.5.2 分子印迹聚合物修饰TiO2纳米管 401
  6.6 光催化与其他技术的耦合 404
  6.6.1 光催化与膜分离技术的耦合 404
  6.6.2 光催化耦合等离子体技术 438
  6.7 本章小结 444
  参考文献 445
  附录 缩略语(英汉对照) 450
  索引 453
  彩图