环境污染控制工程材料(普通高等教育“十一五”规划教材)
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品牌: 华坚
基本信息·出版社：化学工业出版社
·页码：271 页
·出版日期：2009年09月
·ISBN：7122063224/9787122063229
·条形码：9787122063229
·包装版本：第1版
·装帧：平装
·开本：16
·正文语种：中文
·丛书名：普通高等教育“十一五”规划教材
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内容简介《环境污染控制工程材料》的编写以环境工程学的基本操作单元及其材料为连接，全书共8章，包括吸附分离、絮凝与沉淀、催化反应、过滤，以及噪声控制、电磁波防护与环境修复等内容。在分别介绍基本原理的基础上，讨论和分析了这些材料的结构、性能和在环境工程及相关领域的应用。每章内容以材料学的基本思路和方法为编写思路，并落实到环境工程的应用上。
《环境污染控制工程材料》可作为环境学科各专业、材料学专业及其相关专业的本科生、研究生的教材和参考书，也可以供有关技术人员和管理人员参考。
编辑推荐《环境污染控制工程材料》是由化学工业出版社出版的。
目录
1 环境污染控制工程材料与环境治理1
1.1 引言1
1.2 生态环境与材料产业2
1.2.1 生态环境基础和环境工程3
1.2.2 材料中主要元素的环境和资源特征4
1.3 环境污染控制工程材料的研究内容7
1.3.1 环境污染控制材料的新技术新工艺概述8
1.3.2 水处理工程材料8
1.3.3 大气处理工程材料11
1.3.4 固体废物处理工程材料15
1.3.5 环境修复与环境替代材料17
1.4 环境污染控制工程材料的发展趋势20
思考题22
参考文献22
2 吸附分离与吸附分离材料24
2.1 吸附原理与吸附材料24
2.1.1 吸附作用与原理24
2.1.2 吸附分离材料的分类27
2.1.3 吸附分离材料在环境污染控制中的应用及发展前景28
2.2 无机离子交换吸附分离材料29
2.2.1 离子交换吸附分离原理29
2.2.2 离子交换反应类型30
2.2.3 无机离子交换材料30
2.3 高分子树脂离子交换吸附分离材料33
2.3.1 高分子树脂离子交换吸附分离材料的结构与表征34
2.3.2 高分子树脂离子交换吸附分离材料的结构设计及制备方法35
2.4 吸附分离纤维材料42
2.4.1 离子交换纤维与螯合纤维42
2.4.2 离子交换纤维与螯合纤维的结构与特性42
2.4.3 离子交换纤维与螯合纤维的制备方法46
2.4.4 环境污染控制工程的应用49
2.4.5 活性碳纤维51
思考题57
参考文献57
3 絮凝材料58
3.1 絮凝材料与环境污染控制工程58
3.2 絮凝原理与絮凝材料59
3.2.1 絮凝作用和原理59
3.2.2 絮凝剂的分类62
3.3 无机类絮凝材料63
3.3.1 无机低分子絮凝材料的特性、制备方法及应用63
3.3.2 无机高分子絮凝材料结构、特性及应用67
3.4 有机类絮凝材料69
3.4.1 天然高分子絮凝材料69
3.4.2 合成高分子絮凝材料77
3.5 生物絮凝材料82
3.5.1 生物絮凝剂及环境污染控制工程82
3.5.2 生物絮凝剂的制备方法84
3.5.3 生物絮凝剂的特性与应用87
3.6 复合絮凝材料88
3.6.1 复合无机高分子絮凝剂88
3.6.2 无机有机复合高分子絮凝剂90
3.6.3 复合型微生物絮凝剂90
思考题91
参考文献91
4 催化反应材料92
4.1 催化反应材料与环境污染控制工程92
4.2 催化反应新型材料93
4.2.1 分子筛93
4.2.2 整体式块状催化剂载体100
4.2.3 纤维状催化剂与纳米催化剂105
4.3 非晶态金属催化反应材料113
4.3.1 非晶态金属催化材料113
4.3.2 非晶态合金催化材料的分类113
4.3.3 非晶态合金催化材料的结构与催化特性114
4.3.4 非晶态合金催化材料的制备、改性与应用114
4.3.5 非晶态合金催化材料发展趋势118
4.4 绿色催化剂材料118
4.4.1 杂多酸119
4.4.2 光催化材料——二氧化钛123
思考题133
参考文献134
5 过滤材料136
5.1 过滤技术与环境污染控制工程136
5.1.1 环境污染颗粒136
5.1.2 颗粒过滤机理138
5.1.3 过滤材料性能与分类141
5.2 过滤材料结构性能与应用143
5.2.1 纤维过滤材料143
5.2.2 织物过滤材料159
5.2.3 多孔过滤材料164
5.2.4 膜过滤材料与技术170
5.2.5 天然过滤材料181
思考题183
参考文献184
6 噪声控制材料185
6.1 噪声控制原理185
6.1.1 噪声的心理效应与噪声评价185
6.1.2 吸声与隔声，隔振与减振原理188
6.1.3 隔声降噪原理189
6.1.4 消声降噪原理190
6.1.5 隔振与阻尼减振原理191
6.2 噪声控制材料195
6.2.1 吸声材料195
6.2.2 隔声材料206
6.2.3 隔振与阻尼减振材料212
思考题221
参考文献222
7 电磁波防护材料223
7.1 电磁波辐射的分类与特性223
7.1.1 电磁辐射的产生223
7.1.2 电磁波辐射的分类223
7.1.3 电磁波的传播特性225
7.2 电磁波污染危害与防护措施226
7.2.1 电磁辐射的生物体效应226
7.2.2 电磁辐射污染的影响因素227
7.2.3 电磁辐射污染的预防措施227
7.2.4 电磁辐射的控制标准229
7.3 电磁波防护材料231
7.3.1 电磁波屏蔽材料231
7.3.2 电磁波吸收材料240
思考题249
参考文献251
8 环境修复与材料252
8.1 环境修复概念和技术252
8.2 水环境修复技术与材料253
8.2.1 物理方法技术253
8.2.2 化学方法技术254
8.2.3 生物方法技术254
8.3 大气污染修复技术与材料256
8.3.1 大气环境污染及分类256
8.3.2 大气环境污染植物修复技术256
8.3.3 大气环境污染微生物修复技术257
8.3.4 大气环境污染的化学修复法257
8.4 土壤污染修复技术与材料260
8.4.1 土壤和土壤污染260
8.4.2 污染土壤修复技术261
8.5 沙漠化治理技术与材料265
8.5.1 植物治沙技术266
8.5.2 化学固沙材料266
8.6 环境替代材料268
8.6.1 氟里昂替代材料268
8.6.2 石棉替代材料269
8.6.3 无磷洗衣粉的开发与应用270
思考题271
参考文献271
……[看更多目录]
序言人类社会的发展至今未能完全解决人口膨胀、资源短缺和环境恶化三大问题造成的矛盾。当前，资源、环境问题制约着全球的经济发展，我国的经济发展模式尚属粗放型，资源和环境的问题更加严峻。要解决这些问题，必须走人与自然和谐良性相处的可持续发展之路，即保证经济建设与人口、资源与环境的协调发展，既能发展经济，又能保护资源、能源与环境的道路。因此，建设资源节约型、环境友好型社会是目前我国紧迫、具有长远战略意义的任务。
近年来，具有可持续发展特征和思想的环境科学在发展理念、任务和方法，保护资源、能源与环境的实践和创新中已作出了越来越大的贡献。随着环境学科的发展和深入，它已发展成为一门学科间高度交叉、高度融合的新兴学科，影响到社会学、伦理学，以及物理学、化学化工、材料学、生命科学、微电子技术等多个自然科学领域。其中，材料学在环境学科中显示着越来越突出的作用和地位，环境工程材料、绿色包装材料、环境建筑材料、环境循环材料、环境降解材料、环境净化材料、环境修复材料、环境替代材料等冠以环境的材料名词屡见于资料和书刊中；新型的环境友好的材料节约了资源与能源，减少或免除了污染排放；新型功能的环境治理材料作为环境治理工程技术的核心，创新或创造了环境污染处理新技术、新工艺。例如，用于废水生化处理的主要有固定微生物的金属或陶瓷载体材料；用于废水化学处理的主要有高效率并且不产生二次污染的各种催化剂材料，如二氧化钛光催化剂等；研究利用过渡金属、稀土元素部分替代或全部替代贵金属，在汽车尾气净化处理工程中取得了很好的效果。材料学将为环境学科的发展提供更多的创新思路、新技术和新工艺。
许多事实证明，材料学在环境学科中具有很大的发展潜力，环境学科的发展和深入不断为材料学的发展提供空间；同样，材料学的新技术、新工艺和新材料与环境学科理论和实践、环境工程技术的结合和渗透又推动着环境科学的发展。根据学科发展规律与学科自身的特点，随环境学科的发展和深入，环境材料学在环境学科中的专门化将成为必然。因此，要顺应环境学科的发展，必须建立新的理念、新的思路和方法。环境学科的研发人才必须具备环境材料学新的知识和能力，适应环境学科发展的新要求与挑战。
材料学的基本思路与方法是以材料结构为核心：
一、发现、利用和控制影响结构的因素和规律，即材料的外部环境因素或材料的制备条件对材料结构的影响；二、探索、发现材料内部不同类型和层次结构与材料外在性能关系的规律，即特定的材料结构必定有对应的材料性能；三、发现和研究特定的应用条件，挖掘和利用材料特性，即材料的应用性能或应用技术工艺研究；四、研究和探索材料的结构和性能的表征、分析测试的手段和方法。由于材料结构和性能的多层次、多样性，需进行表征、分析测试新方法的探索，以及对现用方法对新材料、新方法的适应性等研究。
将材料学的基本思路与方法融于环境科学并指导实际应用，一直是编写者及其小组努力探索和实践的方向，本书的编写就是这种探索和实践的尝试。与其他环境材料学教材和书刊的思路不同，本书的编写特点是以环境工程学的基本操作单元及其材料为连接，内容包括吸附分离、絮凝与沉淀、催化反应、过滤，以及噪声控制、电磁波防护与环境修复等，在分别介绍基本原理的基础上，讨论和分析了这些材料的结构、性能及在环境工程及相关领域的应用。每章内容均以材料学的基本思路和方法为编写思路，并落实到环境工程的应用上。作为教材给学生以新的启发与思路，与广义的环境材料学相比，本书限于篇幅将重点放在环境污染治理工程学上。本书可作为环境学科专业、材料学专业及其相关专业的本科生、研究生的教材和参考书，也可以供有关技术人员和管理人员参考。
本书的编写分工为：第1章由四川大学尹华强教授编写；第2章由四川大学楚英豪博士编写；第3章由成都信息工程学院谭显东副教授编写；第4章由四川大学袁茂林教授编写；第5章由四川大学华坚教授编写；第6章由四川工商职业技术学院邱梅副教授编写；第7章由四川大学苏仕军教授编写；第8章由四川大学朱晓帆博士编写，中国石化胜利油田环境检测总站王志强高级工程师参加部分章节的编写。在此感谢王向东教授、郭家秀博士，化学工业出版社编辑的支持与帮助；感谢汤尧旭、毛炜坤对本书付出的劳动。
希望本书的出版对环境学科与材料学科的研究和教学有一定的帮助。限于编者的水平，还存在疏漏和不足之处，恳请读者指正。
文摘插图：
环境污染控制工程材料指对环境进行净化、修复或替代等治理环境污染过程中所使用的材料，开发和利用这种材料，对于发展环境科学，改善、保护生态环境具有重大的理论意义和实际意义。本章分别从纯天然材料、生态材料、环境降解材料、金属类生态环境材料等介绍资源、材料和环境特征，生态环境与材料产业的关系。通过本章学习从总体上了解水处理、大气处理、固体废物处理、环境修复与环境替代等方面的环境污染控制工程材料的特征、研究开发、应用范围，使学生更加容易理解环境污染控制工程材料的发展趋势。
1.1 引言
人类在创造社会文明的同时，也在不断破坏人类赖以生存的环境空间，人口膨胀、资源短缺、环境恶化成了当今社会经济发展面临的三大问题。资源枯竭、环境恶化正对人类社会生存和社会经济稳定发展造成严重威胁。在现代文明社会，人类既期望获得大量高性能或高功能的各种材料，又迫切要求一个良好的生存环境，以提高人类的生存质量，并使文明社会可持续发展。从资源、能源和环境的角度出发，材料的提取、制备、生产、使用、再生和废弃的过程，实际上是一个资源消耗和能源消耗及环境污染的过程。材料一方面推动着人类社会的物质文明，而另一方面又大量消耗资源和能源，并在生产、使用和废弃过程中排放大量的污染物，污染环境和恶化人类赖以生存的空间，显然材料及其产品生产是导致能源短缺、资源消耗乃至枯竭和环境污染的主要原因之一。这促使各国材料研究者从头审视材料的环境负担性，研究材料与环境的相互作用，定量评价材料生命周期对环境的影响，研究开发环境协调性的新型材料。20世纪90年代初，在材料科学与环境科学之间诞生了一门新兴的交叉学科——环境材料学。1990～1999年，日本学者山本良一针对复杂的全球性资源环境问题提出了“环境调和型材料”的概念，通常简称为环境材料，并指出环境材料是指那些具有较低环境负荷和较大再生率的材料。他认为，环境材料是一个指导性的原则，目的是防止对环境的损坏，在人类活动中对自然资源的保护和保证材料有较好的性能等。他也承认环境材料本身不是一个确定的概念，而是一个动态和发展的概念。我国学者提出，环境材料可以定义为同时具有满意的使用性能和优良的环境协调性，或者是能够改善环境的材料，即指那些具有良好使用性能或功能，并对资源和能源消耗少，对生态与环境污染小，有利于人类健康，再生利用率高或可降解循
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