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第1章 绪论1

第2章 环境中重金属离子的危害及其污染概况9

2.1 环境中重金属离子的来源及危害9

2.1.1 重金属离子的来源10

2.1.2 重金属离子的危害16

2.2 重金属离子污染现状47

2.2.1 国外重金属离子污染现状47

2.2.2 国内重金属离子污染现状50

2.3 重金属离子污染防治技术现状58

2.3.1 土壤中重金属污染修复方法58

2.3.2 水中重金属污染修复方法71

2.4 重金属离子的检测分析82

2.4.1 水中重金属的检测分析82

2.4.2 土壤中重金属的检测分析86

2.4.3 大气中重金属的检测分析89

2.5 重金属离子环境质量标准90

2.5.1 地表水中重金属环境质量标准90

2.5.2 地下水中重金属环境质量标准91

2.5.3 污水重金属综合排放标准92

2.5.4 土壤中重金属环境质量标准94

2.5.5 空气中重金属环境质量标准95

参考文献96

第3章 纳米材料和技术应用于重金属污染治理的研究进展104

3.1 纳米材料概述104

3.1.1 纳米材料的发展105

3.1.2 纳米材料的分类113

3.1.3 纳米材料的特性113

3.1.4 纳米科技发展简介116

3.1.5 国内外纳米科技发展战略和计划120

3.1.6 纳米材料生物毒性和环境安全124

3.2 纳米技术在环境领域的应用研究和现状125

3.2.1 纳米光催化技术125

3.2.2 纳米吸附性材料140

3.2.3 纳米还原性材料161

3.2.4 其他纳米材料173

参考文献174

第4章 表界面调控下纳米材料的生长、相变与反应过程中的聚集生长182

4.1 纳米晶材料的生长动力学概述182

4.2 纳米晶材料的生长机制183

4.2.1 奥斯特瓦尔德熟化机制184

4.2.2 取向接合机制187

4.3 纳米晶相变的动力学特点及相变方式影响因素200

4.3.1 纳米晶相变的研究意义以及热力学对相变的影响200

4.3.2 纳米晶相变动力学特点201

4.3.3 表面环境对相变方式的影响202

4.3.4 反应温度对相变方式的影响202

4.3.5 生长机制对相变方式的影响203

4.4 研究实例：表面调控下CdS纳米晶的生长和相变机制203

4.4.1 CdS纳米晶的生长和相变机制概述203

4.4.2 CdS纳米晶生长与相变的实验分析204

4.4.3 表面调控CdS纳米晶生长与相变的机制分析208

4.4.4 小结211

4.5 伴随纳米材料反应的非常规快速生长现象研究211

4.5.1 反应过程中的聚集诱导晶体生长现象分析211

4.5.2 反应过程中的聚集诱导晶体生长实验研究213

4.6 纳米晶的快速生长现象及其在环境重金属提取中的意义217

参考文献218

第5章 纳米氢氧化镁在碳酸化过程中的聚集生长及其在纳米铬渣处理中的应用226

5.1 铬渣的产生226

5.1.1 铬盐生产行业含铬废渣的产生227

5.1.2 氯酸盐行业含铬废渣的产生228

5.2 含铬废渣的治理技术现状228

5.2.1 铬渣的解毒228

5.2.2 铬渣的应用231

5.2.3 铬渣的防渗堆存234

5.3 氯酸盐行业含铬纳米废渣的处理研究234

5.3.1 高温下纳米氢氧化镁物相变化、晶体生长和Cr（Ⅵ）吸／脱附规律235

5.3.2 常温下纳米氢氧化镁物相变化、晶体生长和Cr（Ⅵ）吸／脱附规律249

5.4 氯酸盐行业含铬纳米废渣治理的工程化应用258

5.4.1 工程化放大实验258

5.4.2 工艺条件优化260

5.4.3 放大及吨级中试261

5.4.4 脱毒上清液的回收和利用263

5.4.5 脱毒粉末用途开发264

5.4.6 小结267

参考文献268

第6章 纳米二氧化锡快速生长研究与废渣中锡的选择性提取270

6.1 电镀污泥的现状与特征271

6.1.1 电镀行业现状与电镀废水的来源271

6.1.2 电镀污泥的来源、特点及其危害272

6.2 电镀污泥的防治技术研究现状273

6.2.1 无害化处置技术274

6.2.2 电镀污泥的资源化利用277

6.3 马口铁电镀污泥资源化利用技术研究现状282

6.3.1 锡及其化合物的性质与应用282

6.3.2 环境中锡的危害285

6.3.3 电镀污泥中锡的回收技术现状285

6.3.4 快速生长应用于电镀废渣中锡的回收288

6.4 二氧化锡纳米晶水热生长动力学基础研究290

6.4.1 水热生长动力学实验290

6.4.2 水热生长机制研究291

6.4.3 生长动力学过程分析和数据拟合294

6.4.4 影响生长速度的机制和因素295

6.4.5 小结298

6.5 废渣中锡的选择性回收298

6.5.1 污泥的分析和矿化处理298

6.5.2 含锡电镀污泥中锡的回收处理299

6.5.3 矿化剂对形核和晶粒生长的影响304

6.5.4 总结与展望305

6.6 聚集度诱导的纳米二氧化锡快速生长机制306

6.6.1 纳米晶快速生长现象和理论306

6.6.2 水热生长动力学实验311

6.6.3 二氧化锡超快生长动力学过程分析314

6.6.4 聚集度诱导的纳米晶快速生长机制324

6.6.5 小结326

6.7 意义和展望328

参考文献328

第7章 纳米氢氧化镁在回收水中阴离子型重金属中的应用研究333

7.1 纳米氢氧化镁的研究背景333

7.1.1 作为绿色安全水处理剂的应用与优势333

7.1.2 结构、形貌与性能333

7.2 可再生纳米氢氧化镁富集水中低浓度Cr（Ⅵ）338

7.2.1 实验设计340

7.2.2 氢氧化镁的合成及用于低浓度Cr（Ⅵ）的吸附实验341

7.2.3 Cr（Ⅵ）的脱附和浓缩富集342

7.2.4 纳米氢氧化镁的循环再生343

7.2.5 结果讨论344

7.2.6 小结346

7.3 纳米氢氧化镁用于提炼水中低浓度铀的研究347

7.3.1 铀的背景研究347

7.3.2 纳米氢氧化镁对水中低浓度碳酸铀酰的吸附行为及机理研究357

7.3.3 纳米氢氧化镁对水中较高浓度乙酸铀酰的吸附行为及机理研究371

7.3.4 铀酰的脱附富集与回收386

7.3.5 总结与展望395

参考文献396

第8章 纳米氢氧化镁在回收水中低浓度稀土阳离子中的应用研究404

8.1 中国稀土资源利用情况404

8.2 稀土元素概述405

8.3 稀土用途406

8.3.1 稀土发光材料408

8.3.2 稀土永磁材料409

8.3.3 稀土能源材料409

8.3.4 稀土催化材料410

8.4 稀土的分布、赋存状态412

8.4.1 全球稀土资源分布412

8.4.2 地壳中的赋存状态417

8.5 稀土生产420

8.5.1 选矿方法420

8.5.2 北方稀土矿的分离工艺423

8.5.3 南方稀土矿开采、提取工艺425

8.5.4 稀土污染防治432

8.5.5 清洁生产436

8.6 稀土的回收研究进展437

8.6.1 固态中稀土的回收研究437

8.6.2 液态中稀土的回收研究441

8.7 纳米氢氧化镁回收稀土实验研究442

8.7.1 概述442

8.7.2 稀土回收实验及结果444

8.7.3 小结449

参考文献450

索引453