黏土矿物材料与环境修复

副标题:无

作   者:吴平霄编著

分类号:

ISBN:9787502556433

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简介

本书较系统介绍了黏土矿物材料及其在环境修复中的应用。内容包括:黏土矿物材料的晶体结构特征;热活化、酸活化过程中的微结构变化;有机/无机柱撑黏土矿物材料的制备与表征;黏土矿物层间域的界面特性及环境意义;有机黏土矿物材料对污染地下水的修复;黏土矿物材料治理赤潮污染;黏土矿物材料对肥料养分的控制作用;黏土矿物材料/重金属离子界面反应机制与专性吸附;有机/无机复合柱撑黏土矿物材料对毒害有机污染物的吸附特征;黏土矿物材料对放射性废物的处理处置;黏土矿物材料控制沙漠化修复技术;黏土矿物抗菌材料;噪声控制材料;纳米介孔复合光催化材料;黏土矿物材料在环境修复中的应用前景展望等内容。本书是在作者主持国家自然科学基金(40202007)、广东省自然科学基金(994161、000623、020938)和中国博土后科学基金(中博基[1999]10号)等项目发表的有关专论、论文和专利基础上进行撰写的专著,具有较强的先进性与实用性。 本书可作为环境科学与工程专业技术人员、材料科学工作者及相关专业高年级本科生及研究生参考读物。 更多>>

目录

上篇 黏土矿物材料理论、技术及谱学研究 15页
1 绪论 16页
1.1 概述 16页
1.2 层状硅酸盐 17页
1.2.1 四面体片 17页
1.2.2 八面体片 19页
1.2.3 结构层 19页
1.3 黏土矿物的分类 21页
1.4 黏土矿物的表面物理化学性质 24页
1.4.1 黏土矿物的电荷 24页
1.4.2 黏土矿物的电荷零点 26页
1.4.3 黏土矿物的扩散双电层理论 26页
1.4.4 黏土矿物的水化作用 29页
1.4.5 黏土矿物阳离子固定作用 30页
1.5 黏土矿物的吸附性 30页
1.5.1 黏土矿物的表面积 30页
1.5.2 物理吸附 31页
1.5.3 化学吸附 32页
1.5.4 离子交换性吸附 32页
2 黏土矿物材料的晶体结构特征 37页
2.1 高岭石-蛇纹石族矿物 37页
2.1.1 高岭石亚族 (kaolinite) 37页
2.1.2 蛇纹石 (serpentine) 亚族 37页
2.1.3 高岭石矿物的晶体结构特征 38页
2.2 滑石-叶蜡石族矿物 39页
2.2.1 滑石 M g3Si4O10(OH) 240页
2.2.2 叶蜡石 Al2Si4O10(OH) 242页
2.3 蒙脱石-皂石族矿物 43页
2.3.1 蒙脱石亚族 (montmorillonite) 43页
2.3.2 皂石亚族 (saponite) 44页
2.3.3 蒙脱石 X 射线衍射特征 45页
2.3.4 蒙脱石矿物的热分析 46页
2.3.5 蒙脱石矿物的红外分析 49页
2.4 云母-伊利石 50页
2.4.1 黑云母、金云母基本结构 50页
2.4.2 黑云母、金云母的 X 射线衍射特征 52页
2.4.3 黑云母、金云母的红外光谱 52页
2.4.4 伊利石 54页
2.5 蛭石矿物 54页
2.5.1 蛭石的形成机制 55页
2.5.2 蛭石的矿物学 57页
2.5.3 蛭石的矿物谱学 59页
2.6 绿泥石 65页
2.6.1 三八面体绿泥石 68页
2.6.2 二八面体绿泥石 69页
2.7 海泡石-坡缕石 71页
2.7.1 海泡石 74页
2.7.2 坡缕石 75页
2.8 间层矿物 76页
2.8.1 间层结构的类型 77页
2.8.2 间层黏土矿物的名称 78页
2.9 非晶质黏土矿物 80页
2.9.1 水铝英石 81页
2.9.2 伊毛缟石 83页
3 黏土矿物材料热活化过程中的微结构变化 86页
3.1 蒙脱石的差热曲线特征 86页
3.2 蒙脱石及其热产物的 X 射线衍射特征 87页
3.3 蒙脱石及其热产物的固体高分辨魔角旋转核磁共振谱 89页
3.3.1 29Si谱 89页
3.3.2 27Al谱 89页
3.4 蒙脱石及其热产物的扫描电子显微镜研究 91页
3.5 蒙脱石及其热产物的顺磁共振 (EPR) 谱特征 92页
3.6 蒙脱石热相变物理模型 95页
4 酸活化黏土矿物材料的表面活性 97页
4.1 酸化蒙脱石制备 97页
4.2 酸化蒙脱石的化学组成及表面化学性质 97页
4.3 酸化蒙脱石的脱色性能 99页
4.4 酸化蒙脱石的表面酸性与比表面积 100页
4.4.1 表面酸性 100页
4.4.2 比表面积及粒度分析 102页
4.5 蒙脱石及其酸处理产物的谱学研究 104页
4.5.1 蒙脱石及其酸处理产物的 X 射线衍射特征 104页
4.5.2 蒙脱石及其酸处理产物的红外光谱分析 105页
4.5.3 蒙脱石及其酸处理产物的固体高分辨魔角旋转核磁共振谱 106页
4.5.4 蒙脱石及其酸处理产物的原子力显微镜研究 107页
4.5.5 酸化蒙脱石的电子顺磁共振谱 111页
4.6 讨论 112页
5 无机柱撑黏土矿物材料的制备与表征 114页
5.1 蒙脱石的单核柱撑研究 114页
5.1.1 Keggin离子的制备 114页
5.1.2 柱撑蒙脱石的制备 120页
5.1.3 柱撑蒙脱石的 X 射线衍射特征 120页
5.1.4 红外光谱 (IR) 分析 121页
5.1.5 羟基铝柱化蒙脱石的热稳定性 122页
5.1.6 柱撑蒙脱石的表面物理化学性质 124页
5.1.7 用 AFM 观察柱撑蒙脱石的表面结构 125页
5.1.8 柱撑蒙脱石的1H MAS NM R 谱 125页
5.2 蒙脱石的多核柱撑研究 126页
5.2.1 柱撑黏土的制备步骤 127页
5.2.2 羟基铁铝柱化剂的结构 127页
5.2.3 羟基铁铝柱化蒙脱石的结构 129页
5.2.4 羟基铁铝柱化蒙脱石的热稳定性 132页
5.2.5 羟基铁铝柱化蒙脱石的表面物理化学性质 133页
6 有机插层黏土矿物材料的制备与表征 136页
6.1 有机插层蛭石的制备 137页
6.2 有机插层蛭石的 X 射线衍射特征 138页
6.3 差热分析 138页
6.4 蛭石对 HDTMA·Br的吸附机制 139页
6.4.1 离子交换与分子吸附 139页
6.4.2 有机插层蛭石在水中的分散与絮凝 140页
6.5 HDTM A 在蛭石层间的排列方式 142页
6.6 有机插层蛭石的脱附特征 145页
6.7 有机插层高岭石 146页
6.7.1 X 射线衍射分析 146页
6.7.2 Raman 光谱研究 148页
6.7.3 DRIFT 谱研究 149页
6.7.4 1H MAS NMR 谱 151页
6.8 有机插层蒙脱石 155页
6.8.1 X 射线衍射特征 156页
6.8.2 HDTMA+插层蒙脱石的13C M AS NMR 谱 157页
7 黏土矿物层间域的界面特性及环境意义 161页
7.1 影响黏土矿物层间域性质的因素 161页
7.1.1 结构层类型的影响 161页
7.1.2 层电荷的影响 162页
7.1.3 电荷位置的影响 163页
7.1.4 层间阳离子的影响 163页
7.2 1∶ 1 型黏土矿物的层间域 164页
7.2.1 吸附水 164页
7.2.2 吸附无机化合物 165页
7.2.3 吸附有机化合物 166页
7.3 2∶ 1 型黏土矿物的层间域 168页
7.3.1 柱撑蒙脱石的制备 169页
7.3.2 柱撑蒙脱石的基本特征 170页
7.3.3 柱撑蒙脱石的应用 171页
7.3.4 柱撑蒙脱石对环境污染物的吸附 172页
7.4 结语 176页
下篇 黏土矿物材料对污染环境的修复 177页
8 有机黏土矿物材料对污染地下水及土壤的修复 178页
8.1 有机黏土矿物材料的基本特征 179页
8.1.1 有机黏土矿物的制备 179页
8.1.2 有机黏土矿物的基本特征 181页
8.1.3 土壤改性 182页
8.2 有机黏土矿物对有机污染物的吸附 185页
8.2.1 非离子型有机污染物的吸附 186页
8.2.2 对离子型污染物的吸附 188页
8.3 对有机污染环境的修复 190页
8.3.1 土地填埋防渗材料添加剂 190页
8.3.2 工业废水中有机污染物的去除 191页
8.3.3 污染地下水的现场修复 192页
8.4 对农药污染的修复机理 195页
8.4.1 分子吸附模式 196页
8.4.2 氢键吸附模式 198页
8.4.3 不可逆交换吸附模式 199页
8.4.4 质子化吸附模式 200页
8.4.5 吸附分解模式 201页
8.4.6 层电荷对吸附模式的影响 202页
8.5 细菌与黏土矿物的相互作用 204页
9 黏土矿物材料治理赤潮污染 207页
9.1 引言 207页
9.2 黏土矿物对海水中主要营养盐的吸附特征 210页
9.2.1 黏土矿物对磷酸盐的吸附作用 211页
9.2.2 黏土矿物对硝酸盐的吸附作用 215页
9.3 黏土矿物对赤潮生物细胞生长的影响 216页
9.3.1 尖刺拟菱形藻细胞生长速率模型 217页
9.3.2 黏土浓度对尖刺拟菱形藻细胞生长的影响 218页
9.3.3 黏土矿物对尖刺拟菱形藻分泌软骨藻酸的影响 219页
9.4 柱撑黏土矿物对赤潮生物的絮凝作用 221页
9.4.1 M g2 +浓度及制备温度对黏土表面电性的影响 221页
9.4.2 阳离子黏土对赤潮生物的絮凝作用 223页
9.5 有机改性高岭石去除有害赤潮藻 224页
9.5.1 HDTMAB 改性高岭土的除藻效果 225页
9.5.2 HDTMAB 用量对有机改性高岭石除藻效果的影响 226页
9.5.3 HDTMAB 提高高岭石除藻能力的机理 227页
9.6 高岭土与蒙脱石对各种赤潮生物去除能力的比较 228页
9.6.1 范德华作用 229页
9.6.2 静电排斥作用 230页
9.6.3 溶液 pH 值及高岭石酸改性对去除赤潮生物的影响 230页
10 黏土矿物材料对肥料养分的控释作用 233页
10.1 引言 233页
10.2 有机和无机 (矿物) 控释材料 238页
10.2.1 有机控释材料特征 238页
10.2.2 无机 (矿物) 控释材料特征 239页
10.3 无机 (矿物) 缓释氮肥 240页
10.3.1 有机和无机 (矿物) 改性 (缓释) 碳酸氢铵 240页
10.3.2 无机 (矿物) 改性 (缓释) 尿素 247页
10.4 无机 (矿物) 促释磷肥 252页
10.4.1 引言 252页
10.4.2 试验材料及处理 252页
10.4.3 改性磷肥中有效磷,水溶性磷含量 253页
10.4.4 盆栽试验结果 254页
10.4.5 改性磷肥的 X 射线衍射 (XRD) 分析 255页
10.4.6 改性磷肥的红外光谱 (IR) 分析 258页
10.4.7 改性磷肥的增效机理 259页
10.5 长效无机 (矿物) 钾肥 261页
10.5.1 长效钾肥的制备和盆栽试验 262页
10.5.2 盆栽试验结果 263页
10.5.3 X 射线衍射分析 264页
10.5.4 红外光谱特征 265页
10.6 矿物微肥 (锌肥) 266页
10.6.1 矿物锌肥的制备和盆栽试验 266页
10.6.2 盆栽试验结果 267页
10.6.3 矿物锌吸附等温线 267页
10.6.4 X 射线衍射分析 269页
10.6.5 红外光谱分析 270页
10.6.6 差热与热重分析 272页
10.6.7 矿物锌肥的肥效机理分析 274页
11 黏土矿物材料 /重金属离子界面反应机制与专性吸附 275页
11.1 引言 275页
11.2 黏土矿物材料对重金属离子的吸附容量 277页
11.3 黏土矿物材料对重金属离子的专性吸附 279页
11.4 pH 值对黏土矿物材料吸附重金属离子的影响 283页
11.5 黏土矿物材料 /重金属离子界面反应机制 284页
11.5.1 离子交换吸附机理 284页
11.5.2 配合作用机理 285页
11.5.3 共沉淀机理 286页
11.6 黏土矿物材料对重金属污染土壤的修复 287页
11.6.1 重金属污染物在环境中的存在形式 287页
11.6.2 重金属在水中的存在形式 287页
11.6.3 重金属在沉积物中的存在形式 288页
11.6.4 层状硅酸盐矿物对重金属污染的治理途径 288页
12 有机 /无机复合柱撑黏土矿物材料对毒害有机污染物的吸附特征
12.1 有机 /无机复合柱撑蒙脱石对苯酚的吸附特性 292页
12.1.1 有机 /无机复合柱撑蒙脱石的制备 293页
12.1.2 吸附实验方法 293页
12.1.3 pH 值对吸附性能的影响 294页
12.1.4 吸附平衡时间对吸附性能的影响 297页
12.1.5 蒙脱石吸附苯酚的饱和吸附曲线 297页
12.1.6 循环再吸附实验 298页
12.1.7 柱撑蒙脱石吸附苯酚的机理 301页
12.2 有机插层蛭石对苯酚和氯苯的吸附特性研究 302页
12.2.1 材料与方法 304页
12.2.2 吸附平衡时间对吸附性能的影响 304页
12.2.3 pH 值对吸附性能的影响 305页
12.2.4 吸附等温线 307页
12.2.5 有机插层蛭石对苯酚和氯苯同时存在的吸附 309页
12.2.6 有机蛭石对环境污染物的吸附机制及其环境意义 310页
13 黏土矿物材料对放射性废物的处理处置 312页
13.1 引言 312页
13.2 环境中放射性污染物质的来源 315页
13.2.1 核试验 315页
13.2.2 核武器制造、核能生产和核事故 316页
13.2.3 放射性同位素的生产和应用 317页
13.2.4 矿物的开采、冶炼和应用 317页
13.2.5 建筑材料的生产和应用 318页
13.3 黏土矿物对放射性元素的吸附特性 319页
13.4 黏土矿物高放废物地质处置库缓冲 /回填防渗材料 325页
13.4.1 抗压强度的影响因素 326页
13.4.2 膨润土掺加比例对渗透系数的影响 326页
13.4.3 压实含水率和压实干密度对渗透系数的影响 327页
13.5 新型放射性废物固化胶凝材料 328页
13.5.1 富铝和吸附材料的选择 329页
13.5.2 抗硫酸盐侵蚀性能 330页
13.5.3 耐辐照性能 330页
13.5.4 浸出率 331页
14 黏土矿物材料控制沙漠化修复技术 332页
14.1 前言 332页
14.2 黏土-淀粉接枝共聚丙烯酰胺超吸水性复合材料 334页
14.2.1 黏土种类对超吸水复合材料吸水性能的影响 334页
14.2.2 黏土添加量对超吸水复合材料吸水性能的影响 335页
14.2.3 交联剂用量对超吸水复合材料吸水性能的影响 335页
14.2.4 超吸水复合材料的吸水率与吸水速率 336页
14.3 黏土-纤维素接枝共聚丙烯酰胺超吸水性复合材料 336页
14.4 黏土-聚乙烯醇高吸水性材料 338页
14.5 黏土 /聚丙烯酸钠盐高吸水性复合材料 340页
14.6 聚丙烯酸 /绢云母超吸水性复合材料 342页
14.7 高吸水材料对沙漠化治理 346页
15 黏土矿物抗菌材料 348页
15.1 前言 348页
15.2 未负载金属离子的蒙脱石与细菌相互作用 349页
15.3 蒙脱石对抗菌金属离子的吸附容量 351页
15.4 坡缕石载银抗菌剂 353页
15.5 海泡石载银抗菌材料 356页
15.6 累托石载银抗菌材料 358页
15.7 利用黏土矿物制抗菌剂中的几个问题 359页
16 噪声控制材料 362页
16.1 噪声控制基本知识 362页
16.1.1 声音的度量---分贝的概念 362页
16.1.2 噪声评价 363页
16.1.3 国际标准化组织建议的城市公共噪声评价标准(1971年 ) 367页
16.2 吸声材料和吸声结构 368页
16.2.1 吸声材料的性能和分类 369页
16.2.2 多孔吸声材料的种类 369页
16.3 无机多孔状膨胀蛭石吸声材料 370页
16.3.1 膨胀蛭石生产工艺 373页
16.3.2 膨胀蛭石制品生产工艺 376页
16.3.3 膨胀蛭石及其制品的技术性能 380页
17 纳米介孔复合光催化材料 382页
17.1 引言 382页
17.2 纳米 TiO2介孔柱撑蒙脱石光催化材料 384页
17.2.1 纳米 TiO2介孔柱撑蒙脱石的光催化性能 385页
17.2.2 光催化降解过程中 GTL 的 UV-Vis谱图变化 386页
17.2.3 初始 pH 值的影响 387页
17.3 凹凸棒石负载纳米 TiO2的光催化性能 389页
17.3.1 太阳光光降解 389页
17.3.2 甲基橙降解动力学 389页
17.4 纳米 TiO2/黏土矿物反应途径 390页
17.4.1 硅-钛-柱撑黏土矿物 (Si-Ti-PILCs) 391页
17.4.2 酸化-钛-柱撑蒙脱石 (Acid-Ti-PILCs) 391页
17.4.3 铜-钛-柱撑蒙脱石 (Cu-Ti-PILCs) 391页
17.4.4 铁-钛-柱撑蒙脱石 (Fe-Ti-PILCs) 391页
17.4.5 钒-钛-柱撑蒙脱石 (V-Ti-PILCs) 392页
18 黏土矿物材料在环境修复中的应用前景展望 393页
18.1 黏土矿物对水体污染治理的研究 394页
18.1.1 重金属离子的吸附处理 394页
18.1.2 处理水中的有机污染物 395页
18.1.3 处理水中的离子型化合物 395页
18.2 大气污染治理 395页
18.3 放射性污染治理 396页
18.4 环境替代材料 396页
18.5 无机抗菌剂 396页
18.6 节能方面的应用 397页
18.7 对土壤的修复作用 398页
参考文献 401页

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