本书内容主要包括偏二甲肼的气相转化物与氧化机理、废水处理过程中亚硝基二甲胺等有毒污染物的控制、高级氧化法催化剂的作用。本书共10章，分别是偏二甲肼在环境中的迁移转化、环境化学转化动力学基础、环境中偏二甲肼氧化机理初步分析、气液偏二甲肼与臭氧反应过程机理、偏二甲肼自动氧化反应过程机理、偏二甲肼废水氧化降解方法及催化剂的作用、水处理过程中亚硝基二甲胺的生成机理、高级氧化法降解高浓度偏二甲肼废水、甲醛和亚硝基二甲胺等有毒物质的去除、纳米光催化剂降解低浓度偏二甲肼废水。
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前言
第1章 偏二甲肼在环境中的迁移转化 1
1.1 概述 1
1.1.1 偏二甲肼、肼和甲基肼的物理化学性质 1
1.1.2 偏二甲肼的危险性 4
1.1.3 肼和甲基肼的毒性 5
1.1.4 肼和甲基肼的环境归宿 6
1.2 不同环境中偏二甲肼的迁移转化 8
1.2.1 大气中的迁移转化 9
1.2.2 水体中的迁移转化 10
1.2.3 土壤中的迁移转化 12
1.3 环境转化物的二次迁移转化及生物毒性 14
1.3.1 转化物的环境迁移 15
1.3.2 转化物的环境持久性 17
1.3.3 转化物的生物毒性 18
1.3.4 转化物对健康影响的评估 20
1.3.5 转化物的致癌作用 21
参考文献 24
第2章 环境化学转化动力学基础 28
2.1 化学反应动力学基础 28
2.1.1 基元反应与速率方程式 28
2.1.2 阿伦尼乌斯方程和活化能 30
2.1.3 复杂反应类型 34
2.2 自由基反应 39
2.2.1 自由基反应过程 40
2.2.2 重要的活性自由基及来源 40
2.2.3 碳氢化合物的自由基氧化反应 43
2.3 光化学反应 46
2.3.1 光化学反应类型 46
2.3.2 光化学定律 47
2.3.3 水环境污染物光化学反应 48
2.4 偏二甲肼环境化学转化的类型 49
2.4.1 自由基反应 49
2.4.2 亲核反应和亲电反应 51
2.4.3 氧化还原反应 52
2.4.4 光分解反应 55
2.4.5 热分解和催化分解 59
2.4.6 水解反应 62
2.4.7 缩合反应 65
参考文献 65
第3章 环境中偏二甲肼氧化机理初步分析 70
3.1 偏二甲肼、甲基肼和肼的气相氧化机理 70
3.1.1 氧气与甲基肼、偏二甲肼的反应 70
3.1.2 臭氧与肼、甲基肼和偏二甲肼的反应 73
3.1.3 氮氧化物与肼、甲基肼和偏二甲肼的反应 78
3.2 偏二甲肼废水氧化机理 80
3.2.1 臭氧氧化偏二甲肼 81
3.2.2 次氯酸钙氧化偏二甲肼 83
3.2.3 羟基自由基氧化偏二甲肼 85
3.2.4 Cu2+/H2O2催化氧化偏二甲肼 88
3.3 偏二甲肼主要氧化产物和氧化机理 89
3.3.1 偏二甲肼的解离与氧化过程 90
3.3.2 偏二甲肼的甲基和氨基氧化 92
3.3.3 偏腙和二甲胺的产生 94
3.3.4 甲基自由基与氢自由基的来源 96
3.3.5 活性自由基的作用 99
3.3.6 偏二甲肼氧化反应路径 102
3.3.7 偏二甲肼环境化学转化研究过程 103
参考文献 108
第4章 气液偏二甲肼与臭氧反应过程机理 111
4.1 肼类、胺类化合物与臭氧的气相反应 111
4.1.1 臭氧氧化偏二甲肼、甲基肼、肼 112
4.1.2 臭氧氧化二甲胺、三甲胺和甲胺 115
4.1.3 臭氧-紫外线降解NDMA 117
4.2 偏二甲肼及中间体与臭氧的气液反应 119
4.2.1 二甲胺与臭氧的反应 119
4.2.2 偏二甲肼与臭氧的反应 122
4.2.3 偏腙与臭氧的反应 125
4.2.4 甲基肼与臭氧的反应 128
4.2.5 臭氧氧化偏二甲肼反应路径 130
4.3 偏二甲肼及中间体与臭氧的气相反应 131
4.3.1 偏二甲肼、偏腙、二甲胺和NDMA的气相氧化转化物 133
4.3.2 臭氧氧化偏二甲肼、偏腙 136
4.3.3 臭氧氧化三甲胺、二甲胺、甲胺 140
4.3.4 臭氧氧化甲基肼、肼 142
4.3.5 臭氧氧化NDMA 146
4.3.6 自由基捕获剂对产生NDMA的影响 147
4.3.7 臭氧氧化偏二甲肼的机理 149
参考文献 152
第5章 偏二甲肼自动氧化反应过程机理 154
5.1 偏二甲肼转化物与氧气的气液反应 154
5.1.1 甲基肼与氧气的气相反应 155
5.1.2 甲基肼与氧气的气液反应 157
5.1.3 二甲胺、三甲胺与氧气的气液反应 158
5.1.4 偏腙与氧气的气液反应 161
5.2 偏二甲肼与空气或氧气的反应 163
5.2.1 偏二甲肼与空气或氧气反应的液相转化物 163
5.2.2 水、氧气含量对偏二甲肼氧化的影响 172
5.2.3 酸对偏二甲肼氧化的影响 175
5.2.4 金属和金属氧化物对偏二甲肼空气氧化的影响 176
5.2.5 偏二甲肼氧化转化物对推进剂性能的影响 181
5.2.6 偏二甲肼氧气氧化反应机理 182
5.3 偏二甲肼氧化直接转化物及形成机理 186
5.3.1 肼类化合物 187
5.3.2 硝基和亚硝基化合物 188
5.3.3 有机胺 190
5.3.4 有机酰胺 191
5.3.5 有机酰肼 193
5.3.6 氮烯化合物 193
5.4 偏二甲肼氧化间接转化物及形成机理 195
5.4.1 腙、亚胺和胍类化合物 195
5.4.2 腈和氰胺化合物 197
5.4.3 二甲基甲酰胺衍生物 198
5.4.4 胺的偶合物 199
5.4.5 环状化合物 200
5.4.6 含碳和氮的小分子 203
5.5 偏二甲肼氧化过程的作用规律 209
5.5.1 电子效应与脱氢反应活性 210
5.5.2 电子效应对化学键断裂的影响 212
5.5.3 肼、腙和胺的甲基化 213
5.5.4 反应活性中间体 215
5.5.5 反应过程中的竞争关系 216
5.5.6 二甲氨基化合物的生成及转化 217
5.6 偏二甲肼氧化转化物的紫外-可见吸收光谱 219
5.6.1 发黄偏二甲肼和偏腙光谱 219
5.6.2 有色氧化转化物的紫外吸收光谱 220
5.6.3 水溶液自然氧化过程的光谱 225
参考文献 230
第6章 偏二甲肼废水氧化降解方法及催化剂的作用 235
6.1 偏二甲肼废水氧化降解方法 235
6.1.1 含氯氧化剂法 237
6.1.2 臭氧氧化法 239
6.1.3 过氧化氢氧化法 243
6.1.4 纯氧氧化法 245
6.2 金属离子催化剂的作用 245
6.2.1 pH对分子形态的影响 246
6.2.2 偏二甲肼与金属离子的配位作用 249
6.2.3 偏二甲肼与金属离子的氧化还原作用 250
6.3 臭氧体系羟基自由基的产生及反应活性 251
6.3.1 臭氧与有机物反应的类型及活性 251
6.3.2 金属离子和金属氧化物催化产生羟基自由基 253
6.3.3 活性炭的吸附和催化作用 256
6.3.4 有机胺和羟胺作用产生羟基自由基 259
6.4 过氧化氢体系羟基自由基的产生及反应活性 261
6.4.1 芬顿体系 261
6.4.2 类芬顿体系 265
6.4.3 Cu2+类芬顿体系 269
6.5 纳米半导体的光催化作用 271
6.5.1 TiO2的能带结构及光催化作用 272
6.5.2 催化剂表面催化及溶液化学反应 274
6.5.3 影响半导体光催化剂性能的参量 278
参考文献 282
第7章 水处理过程中亚硝基二甲胺的生成机理 288
7.1 含氮有机化合物转化为NDMA 289
7.1.1 胺转化生成NDMA 289
7.1.2 偏二甲肼转化生成NDMA 291
7.1.3 二甲氨基化合物转化生成NDMA 292
7.1.4 NDMA氧化降解产物 295
7.2 偏腙处理过程中NDMA的产生 299
7.2.1 偏腙的生成与水解 299
7.2.2 偏腙的降解及降解产物 301
7.2.3 偏腙转化为NDMA和二甲胺的机理 304
7.3 二甲胺处理过程中NDMA的产生 304
7.3.1 二甲胺与亚硝酸作用 305
7.3.2 二甲胺的降解及降解产物 306
7.3.3 无机氮之间的转化与亚硝酸根的去除 309
7.3.4 二甲胺转化为NDMA的机理 322
7.3.5 二甲氨基化合物转化为NDMA的机理 325
参考文献 331
第8章 高级氧化法降解高浓度偏二甲肼废水 335
8.1 偏二甲肼降解化学指标测定方法 336
8.1.1 羟基自由基的测定 336
8.1.2 化学需氧量的测定 337
8.1.3 NDMA 和偏腙的测定 337
8.1.4 偏二甲肼、二甲胺和甲醛的测定 338
8.1.5 偏二甲肼降解产物的测定 339
8.2 臭氧降解偏二甲肼过程中pH和催化剂的影响 340
8.2.1 pH对臭氧降解偏二甲肼的影响 340
8.2.2 催化剂对臭氧降解偏二甲肼的影响 345
8.2.3 催化臭氧降解偏二甲肼的作用机理 348
8.3 pH对吸光物质转化的影响 352
8.3.1 pH对去除偏二甲肼和COD的影响 352
8.3.2 pH对类芬顿体系吸光物质转化的影响 354
8.3.3 pH对芬顿体系吸光物质转化的影响 355
8.4 Cu2+/H2O2体系降解偏二甲肼过程中间产物的转化 357
8.4.1 反应条件对NDMA转化的影响 358
8.4.2 反应条件对偏腙转化的影响 360
8.4.3 反应条件对二甲胺转化的影响 361
8.4.4 Cu2+/H2O2体系降解偏二甲肼的作用机理 363
8.5 Fe2+/H2O2体系降解偏二甲肼过程中间产物的转化 368
8.5.1 影响NDMA转化的因素 369
8.5.2 影响偏腙转化的因素 370
8.5.3 影响二甲胺转化的因素 372
8.5.4 Fe2+/H2O2体系降解偏二甲肼的作用分析 373
参考文献 379
第9章 甲醛、亚硝基二甲胺等有毒物质的去除 381
9.1 偏二甲肼、二甲胺和偏腙降解过程中甲醛的去除 381
9.1.1 偏二甲肼降解过程中甲醛的去除 382
9.1.2 二甲胺降解过程中甲醛的去除 383
9.1.3 偏腙降解过程中甲醛的去除 384
9.2 亚硝基二甲胺的抑制产生和去除 385
9.2.1 NDMA、二甲胺和甲胺的光解 386
9.2.2 NDMA的金属催化还原去除 392
9.2.3 Cu2+/H2O2体系NDMA的去除 393
9.2.4 臭氧体系NDMA的去除 394
9.2.5 Fe2+/H2O2体系NDMA的去除 396
9.3 亚硝基二甲胺及其前驱体的去除工艺 397
9.3.1 Fe2+/H2O2 体系NDMA的去除工艺 398
9.3.2 不同氧化体系氰离子的去除工艺 400
9.3.3 Fe2+/H2O2体系残留物的去除工艺 402
9.3.4 亚硝基二甲胺及其他中间体的去除路径 403
参考文献 407
第10章 纳米光催化剂降解低浓度偏二甲肼废水 410
10.1 MWCNTs/Fe2O3催化剂的协同作用及催化性能 412
10.1.1 煅烧温度对Fe2O3和MWCNTs/Fe2O3的影响 412
10.1.2 MWCNTs对Fe2Os晶型和光催化活性的影响 416
10.1.3 MWCNTs与Fe2O3的协同作用 418
10.1.4 MWCNTs增强Fe2O3可见光吸收 421
10.1.5 MWCNTs/TiO2的光催化作用 421
10.2 MWCNTs/Fe2O3光催化降解偏二甲肼废水 423
10.2.1 光源和催化剂投加量对偏二甲肼降解率的影响 423
10.2.2 pH对偏二甲肼降解率的影响 424
10.2.3 光催化降解偏二甲肼过程NDMA的产生 425
10.2.4 光催化剂产生活性物种及机理分析 427
10.3 多层纳米TiO2薄膜的制备及结构表征 431
10.3.1 TiO2NRAs薄膜 431
10.3.2 TiO2NRAs/CdS复合薄膜 433
10.3.3 TiO2NRAs/CdS/Au复合薄膜 439
10.3.4 光催化活性增强效应 446
10.4 纳米T1O2薄膜光催化降解偏二甲肼废水 448
10.4.1 影响偏二甲肼降解的各种因素 448
10.4.2 捕获剂对偏二甲肼降解的影响 450
10.4.3 光源对降解过程产生NDMA的影响 451
10.4.4 过氧化氢和臭氧对降解过程产生NDMA的影响 452
参考文献 456
附录 460
附录一 偏二甲肼转化物相互转化关系 460
附录二 偏二甲肼环境转化物 461
京公网安备 11010102004214号