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石墨烯膜材料与环保应用
作者：朱宏伟 著
出版社：华东理工大学出版社
出版时间：2021-04-01
ISBN：9787562863052
定价：¥288.00
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内容简介
本书根据作者所在课题组近年来在石墨烯材料环境应用方面的研究成果，结合国内外新的科研进展编写而成。从石墨烯及其衍生物的结构和性能出发，介绍了石墨烯材料在水处理、土壤治理、气体探测和空气净化等领域的应用，对石墨烯基环境材料的发展趋势及应用进行了展望。本书尽可能使用较为通俗易懂的语言进行讲述，以达到深入浅出的效果。本书既有基础理论的介绍，也有专业应用技术的总结。本书不仅可作为材料与纳米科技等专业研究人员的参考书，也适用于对石墨烯材料感兴趣的非专业读者。
作者简介
暂缺《石墨烯膜材料与环保应用》作者简介
目录
1章 石墨烯基水处理膜001
1.1 石墨烯膜和多孔石墨烯膜003
1.1.1 石墨烯膜003
1.1.2 多孔石墨烯膜的理论计算005
1.1.3 多孔石墨烯膜的实验研究010
1.2 氧化石墨烯膜的制备013
1.2.1 滴涂法014
1.2.2 旋涂法015
1.2.3 喷涂法016
1.2.4 刮涂法016
1.2.5 真空抽滤法016
1.2.6 高压辅助沉积法018
1.3 氧化石墨烯膜的传质特性018
1.3.1 水和离子传输性质018
1.3.2 传质机理021
1.3.3 水环境中的稳定性025
1.4 氧化石墨烯膜孔结构的调控028
1.4.1 交联029
1.4.2 还原034
1.4.3 成膜工艺039
1.4.4 测试条件042
1.4.5 电控045
1.4.6 其他方法049
1.5 氧化石墨烯基复合膜055
1.5.1 碳纳米管055
1.5.2 石墨烯059
1.5.3 其他二维材料060
1.5.4 纳米纤维063
1.5.5 纳米颗粒065
参考文献066
第2章 氧化石墨烯添加改性高分子膜071
2.1 高分子膜概述073
2.1.1 高分子膜的分类073
2.1.2 高分子膜的结构和制备073
2.1.3 高分子膜的性能评价指标076
2.1.4 高分子膜存在的问题及改性方法077
2.2 氧化石墨烯添加改性反渗透膜080
2.2.1 GO 080
2.2.2 GO 量子点084
2.2.3 GO 与其他纳米材料的复合物085
2.3 氧化石墨烯添加改性纳滤膜086
2.3.1 水相分散087
2.3.2 油相分散089
2.3.3 压力辅助090
2.4 氧化石墨烯添加改性超滤膜091
2.4.1 纤维素膜091
2.4.2 聚砜膜092
参考文献094
第3章 氧化石墨烯表面涂层097
3.1 界面相互作用099
3.1.1 物理相互作用100
3.1.2 静电相互作用105
3.1.3 共价键相互作用108
3.2 抗污染性能110
3.2.1 抗生物污染110
3.2.2 抗有机污染116
3.3 抗氯性能121
3.3.1 膜氯化的概念、机理和影响121
3.3.2 氧化石墨烯涂层提高膜抗氯性能的机制123
3.4 膜过滤性能127
3.4.1 降低膜通量127
3.4.2 保持膜通量128
3.4.3 提高膜通量和截留率129
参考文献131
第4章 氧化石墨烯对植物生长的影响135
4.1 纳米颗粒和CNT 对植物生长的作用138
4.1.1 氧化物纳米颗粒对植物生长的作用138
4.1.2 金属纳米颗粒对植物生长的作用138
4.1.3 CNT 对植物生长的作用140
4.2 氧化石墨烯在水培条件下对植物生长的作用142
4.3 氧化石墨烯在土培条件下对植物生长的作用155
4.4 石墨烯在缓控释化肥方面的应用167
4.4.1 氧化石墨烯基常量元素缓释化肥167
4.4.2 氧化石墨烯基微量元素缓释化肥171
参考文献175
第5章 氧化石墨烯对环境中重金属的作用179
5.1 水体中GO 对金属的作用182
5.1.1 GO 吸附性能的研究方法182
5.1.2 GO 在溶液中对金属的吸附能力及吸附机制185
5.1.3 金属对水体中GO 的絮凝作用201
5.2 GO 对植物吸收金属的影响205
5.2.1 水培条件下GO 对植物吸收金属的影响206
5.2.2 土培条件下GO 对重金属形态分布及植物吸收重金属的
影响212
参考文献217
第6章 氧化石墨烯的杀菌性能及其应用219
6.1 氧化石墨烯的杀菌性能221
6.1.1 影响因素222
6.1.2 杀菌机制225
6.2 氧化石墨烯对土壤中微生物群落的影响226
6.3 氧化石墨烯在植物抗病领域的应用229
参考文献249
第7章 石墨烯基材料的气体探测251
7.1 气体传感器简介253
7.2 石墨烯的特性254
7.3 石墨烯基气体传感器的研究进展256
7.3.1 本征石墨烯基气体传感器256
7.3.2 缺陷和功能化石墨烯基气体传感器260
参考文献264
第8章 石墨烯基材料的颗粒物过滤267
8.1 过滤的基本概念269
8.1.1 气溶胶颗粒269
8.1.2 扩散效率270
8.1.3 拦截效率271
8.1.4 碰撞效率272
8.1.5 静电效应273
8.1.6 重力沉降273
8.1.7 纳米颗粒和热回弹纳米颗粒的潜力274
8.1.8 具穿透力的颗粒大小274
8.1.9 膜和毛细管孔过滤效率275
8.1.10 压降276
8.1.11 加载效果276
8.2 常见过滤器的类型277
8.2.1 气溶胶测量过滤器277
8.2.2 纤维过滤器278
8.2.3 膜过滤器279
8.2.4 毛细管孔隙过滤器279
8.2.5 其他过滤器280
8.3 空气过滤器280
8.4 过滤理论282
8.4.1 空气过滤材料的工作原理282
8.4.2 过滤材料的性能指标284
8.5 静电纺丝285
8.5.1 静电纺丝原理285
8.5.2 静电纺丝过程286
8.6 GO 纳米纤维滤膜287
8.6.1 GO 的基本特性287
8.6.2 高效率、低阻力串珠结构的GO/聚丙烯腈复合材料288
参考文献303
第9章 石墨烯在个体防护领域的应用307
9.1 石墨烯口罩310
9.2 石墨烯针织物品311
9.2.1 紫外防护织物311
9.2.2 疏水织物312
9.2.3 导热织物和阻燃织物312
9.2.4 光催化织物和抗菌织物314
参考文献315
第十章 石墨烯材料的环保应用展望317
10.1 水处理319
10.2 土壤治理320
10.3 空气治理321
索引322
1.1 石墨烯膜和多孔石墨烯膜003
1.1.1 石墨烯膜003
1.1.2 多孔石墨烯膜的理论计算005
1.1.3 多孔石墨烯膜的实验研究010
1.2 氧化石墨烯膜的制备013
1.2.1 滴涂法014
1.2.2 旋涂法015
1.2.3 喷涂法016
1.2.4 刮涂法016
1.2.5 真空抽滤法016
1.2.6 高压辅助沉积法018
1.3 氧化石墨烯膜的传质特性018
1.3.1 水和离子传输性质018
1.3.2 传质机理021
1.3.3 水环境中的稳定性025
1.4 氧化石墨烯膜孔结构的调控028
1.4.1 交联029
1.4.2 还原034
1.4.3 成膜工艺039
1.4.4 测试条件042
1.4.5 电控045
1.4.6 其他方法049
1.5 氧化石墨烯基复合膜055
1.5.1 碳纳米管055
1.5.2 石墨烯059
1.5.3 其他二维材料060
1.5.4 纳米纤维063
1.5.5 纳米颗粒065
参考文献066
第2章 氧化石墨烯添加改性高分子膜071
2.1 高分子膜概述073
2.1.1 高分子膜的分类073
2.1.2 高分子膜的结构和制备073
2.1.3 高分子膜的性能评价指标076
2.1.4 高分子膜存在的问题及改性方法077
2.2 氧化石墨烯添加改性反渗透膜080
2.2.1 GO 080
2.2.2 GO 量子点084
2.2.3 GO 与其他纳米材料的复合物085
2.3 氧化石墨烯添加改性纳滤膜086
2.3.1 水相分散087
2.3.2 油相分散089
2.3.3 压力辅助090
2.4 氧化石墨烯添加改性超滤膜091
2.4.1 纤维素膜091
2.4.2 聚砜膜092
参考文献094
第3章 氧化石墨烯表面涂层097
3.1 界面相互作用099
3.1.1 物理相互作用100
3.1.2 静电相互作用105
3.1.3 共价键相互作用108
3.2 抗污染性能110
3.2.1 抗生物污染110
3.2.2 抗有机污染116
3.3 抗氯性能121
3.3.1 膜氯化的概念、机理和影响121
3.3.2 氧化石墨烯涂层提高膜抗氯性能的机制123
3.4 膜过滤性能127
3.4.1 降低膜通量127
3.4.2 保持膜通量128
3.4.3 提高膜通量和截留率129
参考文献131
第4章 氧化石墨烯对植物生长的影响135
4.1 纳米颗粒和CNT 对植物生长的作用138
4.1.1 氧化物纳米颗粒对植物生长的作用138
4.1.2 金属纳米颗粒对植物生长的作用138
4.1.3 CNT 对植物生长的作用140
4.2 氧化石墨烯在水培条件下对植物生长的作用142
4.3 氧化石墨烯在土培条件下对植物生长的作用155
4.4 石墨烯在缓控释化肥方面的应用167
4.4.1 氧化石墨烯基常量元素缓释化肥167
4.4.2 氧化石墨烯基微量元素缓释化肥171
参考文献175
第5章 氧化石墨烯对环境中重金属的作用179
5.1 水体中GO 对金属的作用182
5.1.1 GO 吸附性能的研究方法182
5.1.2 GO 在溶液中对金属的吸附能力及吸附机制185
5.1.3 金属对水体中GO 的絮凝作用201
5.2 GO 对植物吸收金属的影响205
5.2.1 水培条件下GO 对植物吸收金属的影响206
5.2.2 土培条件下GO 对重金属形态分布及植物吸收重金属的
影响212
参考文献217
第6章 氧化石墨烯的杀菌性能及其应用219
6.1 氧化石墨烯的杀菌性能221
6.1.1 影响因素222
6.1.2 杀菌机制225
6.2 氧化石墨烯对土壤中微生物群落的影响226
6.3 氧化石墨烯在植物抗病领域的应用229
参考文献249
第7章 石墨烯基材料的气体探测251
7.1 气体传感器简介253
7.2 石墨烯的特性254
7.3 石墨烯基气体传感器的研究进展256
7.3.1 本征石墨烯基气体传感器256
7.3.2 缺陷和功能化石墨烯基气体传感器260
参考文献264
第8章 石墨烯基材料的颗粒物过滤267
8.1 过滤的基本概念269
8.1.1 气溶胶颗粒269
8.1.2 扩散效率270
8.1.3 拦截效率271
8.1.4 碰撞效率272
8.1.5 静电效应273
8.1.6 重力沉降273
8.1.7 纳米颗粒和热回弹纳米颗粒的潜力274
8.1.8 具穿透力的颗粒大小274
8.1.9 膜和毛细管孔过滤效率275
8.1.10 压降276
8.1.11 加载效果276
8.2 常见过滤器的类型277
8.2.1 气溶胶测量过滤器277
8.2.2 纤维过滤器278
8.2.3 膜过滤器279
8.2.4 毛细管孔隙过滤器279
8.2.5 其他过滤器280
8.3 空气过滤器280
8.4 过滤理论282
8.4.1 空气过滤材料的工作原理282
8.4.2 过滤材料的性能指标284
8.5 静电纺丝285
8.5.1 静电纺丝原理285
8.5.2 静电纺丝过程286
8.6 GO 纳米纤维滤膜287
8.6.1 GO 的基本特性287
8.6.2 高效率、低阻力串珠结构的GO/聚丙烯腈复合材料288
参考文献303
第9章 石墨烯在个体防护领域的应用307
9.1 石墨烯口罩310
9.2 石墨烯针织物品311
9.2.1 紫外防护织物311
9.2.2 疏水织物312
9.2.3 导热织物和阻燃织物312
9.2.4 光催化织物和抗菌织物314
参考文献315
第十章 石墨烯材料的环保应用展望317
10.1 水处理319
10.2 土壤治理320
10.3 空气治理321
索引322
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