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电控离子交换技术及应用
作者：王忠德，郝晓刚，杜晓 等 著
出版社：化学工业出版社
出版时间：2017-08-01
ISBN：9787122300201
定价：¥78.00
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内容简介
本书在作者及其团队对电控离子交换技术多年研究成果的基础上编著而成，内容包括电控离子交换机制，电控离子交换材料的设计、结构与可控合成，碱金属、碱土金属、稀土金属钇、重金属、阴离子的分离方法的制备及表征，电控离子交换在传感器方面的应用，电控离子交换工艺及设备设计等。 本书具有较强的技术性和应用性，可供环境工程、化学工程等领域的工程技术人员、科研人员和管理人员参考，也供高等学校相关专业师生参阅。
作者简介
王忠德：太原理工大学化学化工学院副教授，加拿大滑铁卢大学访问学者。长期从事电活性功能材料和水处理方面的研究。主持和参与国家863项目一项、科技部中日合作项目一项，日本学术振兴会（JSPS）项目一项，国家自然科学基金三项和省基金和回国留学人员基金等项目十余项。发表sci论文20余篇论文，合作申请国家发明专利10余项。
目录
1绪论1
1.1重金属离子来源1
1.2重金属离子的危害2
1.3重金属处理3
1.3.1化学法3
1.3.2电解法4
1.3.3吸附法4
1.3.4膜分离法5
1.4研究思路5
参考文献6
2电控离子交换机制7
2.1直接电位驱动金属离子法7
2.2间接电位驱动法11
2.2.1电位触发质子自交换驱动法11
2.2.2电位触发pH响应驱动技术离子12
参考文献15
3电控离子交换材料及其制备过程19
3.1引言19
3.2电活性离子交换材料的分类21
3.2.1无机电活性离子交换材料21
3.2.2有机电活性离子交换材料24
3.2.3有机无机杂化电活性离子交换材料27
3.3电活性离子交换材料的合成27
3.3.1无机电活性离子交换材料的合成27
3.3.2有机电活性离子交换材料的合成32
3.3.3有机无机杂化的电活性离子交换材料的合成36
参考文献37
4碱金属离子分离43
4.1引言43
4.2电控锂离子分离44
4.2.1电控锂离子分离机理44
4.2.2λ-MnO2/PPy/PSS复合膜的制备及结构表征45
4.2.3λ-MnO2/PPy/PSS复合膜的性能表征47
4.3电控铯离子分离49
4.3.1铁氰化镍的电控锂离子分离机理49
4.3.2铁氰化镍的制备和结构表征50
4.3.3铁氰化镍的Cs+分离性能54
4.3.4NiHCF/碳毡膜电极电控离子交换连续分离Cs+58
4.4小结60
参考文献61
5碱土金属离子分离63
5.1引言63
5.2钙镁离子分离64
5.2.1电控离子选择渗透(ESIP)机理研究64
5.2.2形貌表征65
5.2.3ESIP膜的电流-电位响应性测试65
5.2.4脉冲电位对于Ca2+、Mg2+去除率的影响68
5.2.5外部电场对于Ca2+、Mg2+去除率的影响68
5.2.6脉冲电位与恒定电位对ESIP膜的影响70
5.3锶钡离子分离71
5.3.1NiHCF膜对Mg2+/Ba2+的选择性71
5.3.2NiHCF膜对Mg2+/Sr2+的选择性73
5.3.3NiHCF膜寿命/稳定性76
5.4本章小结77
参考文献77
6稀土金属钇离子分离79
6.1引言79
6.2离子印迹聚合物吸脱附钇离子80
6.2.1离子印迹聚合物80
6.2.2离子印迹FCN/PPy复合膜80
6.2.3Y3+-FCN/PPy复合膜的吸附效果研究85
6.3电活性铁氰化镍对稀土钇的电控离子分离97
6.4结论100
参考文献100
7重金属离子分离103
7.1引言103
7.2铅离子分离104
7.2.1ESIX分离铅离子机理104
7.2.2α-ZrP/PANI杂化膜的制备及表征106
7.2.3α-ZrP/PANI杂化膜对Pb2+的ESIX性能研究109
7.2.4电位响应对吸附速率的影响114
7.2.5ESIX工艺放大115
7.3铜离子分离120
7.3.1ESIX分离铜离子机理120
7.3.2PPDA膜的制备121
7.3.3PPDA膜电极离子交换性能的研究122
7.4镍离子分离125
7.4.1ESIX去除镍离子机理125
7.4.2膜电极的制备及表征126
7.4.3α-ZrP/PANI膜电极ESIX去除镍离子性能研究127
7.4.4结晶度对交换容量影响130
7.4.5Ni2+-FCN/PPy离子印迹聚合物合成133
7.4.6Ni2+-FCN/PPy复合膜的ESIX表征135
7.4.7Ni2+-FCN/PPy复合膜的ESIX性能研究138
7.5镉离子分离141
7.5.1α-ZrP/PANI及α-ZrP的形貌表征141
7.5.2α-ZrP/PANI/PTCF膜电极离子交换性能研究142
7.5.3α-ZrP/PANI/PTCF膜电极吸、脱附及循环寿命144
7.6其他重金属分离146
参考文献149
8阴离子分离152
8.1引言152
8.2氟离子分离153
8.2.1Fe3O4@PPy复合纳米颗粒的性质153
8.2.2Fe3O4@PPy复合纳米颗粒电化学吸附性能研究155
8.2.3吸脱附性能及稳定性测试155
8.3碘离子分离158
8.3.1ESIX分离I-机理158
8.3.2PPy/PTCF膜电极制备159
8.3.3PPy/PTCF膜电极去除碘离子性能研究160
8.3.4PPy/PTCF电极的吸、脱附及循环稳定性161
参考文献164
9电控离子交换在传感器方面的应用165
9.1引言165
9.2有机无机杂化材料（α-ZrP/PANI）在传感器中的应用166
9.2.1α-ZrP/PANI杂化膜检测K+的机理166
9.2.2α-ZrP/PANI杂化膜对K+的检测性能167
9.2.3α-ZrP/PANI杂化膜的抗干扰性能169
9.2.4α-ZrP/PANI杂化膜的重现性和可逆性170
9.3小结171
参考文献171
10电控离子交换工艺及设备设计173
10.1引言173
10.2电控离子交换工艺及设备设计175
10.2.1间歇操作式的电控离子交换工艺175
10.2.2半连续操作式的电控离子交换工艺176
10.2.3连续操作式的电控离子交换工艺-电控离子选择渗透系统184
10.3展望187
参考文献188
1.1重金属离子来源1
1.2重金属离子的危害2
1.3重金属处理3
1.3.1化学法3
1.3.2电解法4
1.3.3吸附法4
1.3.4膜分离法5
1.4研究思路5
参考文献6
2电控离子交换机制7
2.1直接电位驱动金属离子法7
2.2间接电位驱动法11
2.2.1电位触发质子自交换驱动法11
2.2.2电位触发pH响应驱动技术离子12
参考文献15
3电控离子交换材料及其制备过程19
3.1引言19
3.2电活性离子交换材料的分类21
3.2.1无机电活性离子交换材料21
3.2.2有机电活性离子交换材料24
3.2.3有机无机杂化电活性离子交换材料27
3.3电活性离子交换材料的合成27
3.3.1无机电活性离子交换材料的合成27
3.3.2有机电活性离子交换材料的合成32
3.3.3有机无机杂化的电活性离子交换材料的合成36
参考文献37
4碱金属离子分离43
4.1引言43
4.2电控锂离子分离44
4.2.1电控锂离子分离机理44
4.2.2λ-MnO2/PPy/PSS复合膜的制备及结构表征45
4.2.3λ-MnO2/PPy/PSS复合膜的性能表征47
4.3电控铯离子分离49
4.3.1铁氰化镍的电控锂离子分离机理49
4.3.2铁氰化镍的制备和结构表征50
4.3.3铁氰化镍的Cs+分离性能54
4.3.4NiHCF/碳毡膜电极电控离子交换连续分离Cs+58
4.4小结60
参考文献61
5碱土金属离子分离63
5.1引言63
5.2钙镁离子分离64
5.2.1电控离子选择渗透(ESIP)机理研究64
5.2.2形貌表征65
5.2.3ESIP膜的电流-电位响应性测试65
5.2.4脉冲电位对于Ca2+、Mg2+去除率的影响68
5.2.5外部电场对于Ca2+、Mg2+去除率的影响68
5.2.6脉冲电位与恒定电位对ESIP膜的影响70
5.3锶钡离子分离71
5.3.1NiHCF膜对Mg2+/Ba2+的选择性71
5.3.2NiHCF膜对Mg2+/Sr2+的选择性73
5.3.3NiHCF膜寿命/稳定性76
5.4本章小结77
参考文献77
6稀土金属钇离子分离79
6.1引言79
6.2离子印迹聚合物吸脱附钇离子80
6.2.1离子印迹聚合物80
6.2.2离子印迹FCN/PPy复合膜80
6.2.3Y3+-FCN/PPy复合膜的吸附效果研究85
6.3电活性铁氰化镍对稀土钇的电控离子分离97
6.4结论100
参考文献100
7重金属离子分离103
7.1引言103
7.2铅离子分离104
7.2.1ESIX分离铅离子机理104
7.2.2α-ZrP/PANI杂化膜的制备及表征106
7.2.3α-ZrP/PANI杂化膜对Pb2+的ESIX性能研究109
7.2.4电位响应对吸附速率的影响114
7.2.5ESIX工艺放大115
7.3铜离子分离120
7.3.1ESIX分离铜离子机理120
7.3.2PPDA膜的制备121
7.3.3PPDA膜电极离子交换性能的研究122
7.4镍离子分离125
7.4.1ESIX去除镍离子机理125
7.4.2膜电极的制备及表征126
7.4.3α-ZrP/PANI膜电极ESIX去除镍离子性能研究127
7.4.4结晶度对交换容量影响130
7.4.5Ni2+-FCN/PPy离子印迹聚合物合成133
7.4.6Ni2+-FCN/PPy复合膜的ESIX表征135
7.4.7Ni2+-FCN/PPy复合膜的ESIX性能研究138
7.5镉离子分离141
7.5.1α-ZrP/PANI及α-ZrP的形貌表征141
7.5.2α-ZrP/PANI/PTCF膜电极离子交换性能研究142
7.5.3α-ZrP/PANI/PTCF膜电极吸、脱附及循环寿命144
7.6其他重金属分离146
参考文献149
8阴离子分离152
8.1引言152
8.2氟离子分离153
8.2.1Fe3O4@PPy复合纳米颗粒的性质153
8.2.2Fe3O4@PPy复合纳米颗粒电化学吸附性能研究155
8.2.3吸脱附性能及稳定性测试155
8.3碘离子分离158
8.3.1ESIX分离I-机理158
8.3.2PPy/PTCF膜电极制备159
8.3.3PPy/PTCF膜电极去除碘离子性能研究160
8.3.4PPy/PTCF电极的吸、脱附及循环稳定性161
参考文献164
9电控离子交换在传感器方面的应用165
9.1引言165
9.2有机无机杂化材料（α-ZrP/PANI）在传感器中的应用166
9.2.1α-ZrP/PANI杂化膜检测K+的机理166
9.2.2α-ZrP/PANI杂化膜对K+的检测性能167
9.2.3α-ZrP/PANI杂化膜的抗干扰性能169
9.2.4α-ZrP/PANI杂化膜的重现性和可逆性170
9.3小结171
参考文献171
10电控离子交换工艺及设备设计173
10.1引言173
10.2电控离子交换工艺及设备设计175
10.2.1间歇操作式的电控离子交换工艺175
10.2.2半连续操作式的电控离子交换工艺176
10.2.3连续操作式的电控离子交换工艺-电控离子选择渗透系统184
10.3展望187
参考文献188
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