活性炭吸附技術及其在環境工程中的應用 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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郭坤敏，謝自立，葉振華，候立安 著

圖書標籤:

• 活性炭
• 吸附技術
• 環境工程
• 水處理
• 空氣淨化
• 汙染物控製
• 環境科學
• 化學工程
• 脫色
• 除臭
• 工業應用

齣版社： 化學工業齣版社

ISBN：9787122254801

版次：1

商品編碼：11860303

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2016-01-01

用紙：膠版紙

頁數：261

字數：417000

正文語種：中文

編輯推薦

適讀人群 ：本書可供高等院校和科研單位環境工程專業本科生、研究生作專業課參考書，也可供化工、環保等領域的科技工作者及研究人員參考
本書作者除瞭歸納、分析大量有關資料，還包括本書作者相關的一些理論解釋、闡述及創新（2個方程），以及在科研、教學和工程實踐中所獲得的成果：“低濃度有機蒸汽吸附”經國傢基金委鑒定並獲奬；硫、砷、磷、氰等治理工程達國際（或領先）水平。

內容簡介

本書係統地論述瞭活性炭及其吸附技術有關的理論，工程問題以及在環境工程等領域的某些實際應用 。本書共9章，主要介紹：活性炭及新産品製備和基礎性質； 活性炭錶麵結構，化學性質和錶麵改性以及活性炭多孔結構測試技術； 吸附理論及進展； 氣體吸附係統固定床模擬和設計；分子模擬（計算機模擬）；活性炭在環境工程中的應用。本書可供高等院校和科研單位環境工程專業本科生，研究生作專業課參考書，也可供化工，環保等領域的科技工作者及研究人員參考。

內頁插圖

目錄

第一章活性炭製備和基礎性質 1
第一節活性炭製備2
一、原材料2
二、活性炭的形狀與改形7
三、炭化8
四、活化10
五、活性炭製備的孔修飾和功能化20
第二節代錶性的活性炭製品22
一、藥用活性炭22
二、防毒活性炭和浸漬活性炭23
三、炭分子篩27
四、球形活性炭30
五、脫硫炭37
六、含炭泡沫塑料和泡沫炭37
七、含炭無紡織物38
八、新型半導體材料MOCVD淨化浸漬炭38
九、中孔炭39
十、超級活性炭40
十一、蜂窩狀活性炭40
參考文獻42
第二章活性炭錶麵結構、化學性質和錶麵改性 45
第一節活性炭的分子組成、結晶體和多孔結構45
第二節活性炭中的非碳素附加物47
一、礦物附加物——灰分47
二、與碳化學鍵閤的異質元素48
第三節活性炭錶麵化學性質48
第四節活性炭錶麵化學性質對吸附性能的影響49
一、氣相中極性吸附質的吸附49
二、從二元溶液吸附非電解質50
三、電解質吸附和活性炭的電極性質50
第五節炭錶麵改性51
一、炭由氧化改性52
二、錶麵浸漬改性52
三、炭的鹵化改性54
四、由硫錶麵化閤物改性54
五、由氮錶麵化閤物改性55
參考文獻56
第三章吸附理論 57
第一節吸附相平衡57
一、吸附原理、吸附作用力57
二、 吸附平衡、吸附熱力學59
三、氣體吸附等溫方程61
四、吸附位勢理論66
五、復雜組分的吸附平衡85
第二節吸附動力學94
一、床層外部流齣濃度變化——透過麯綫94
二、應用吸附動力學方程95
三、用理論塔闆數和改進Said方程來錶徵吸附透過行為102
四、用Thomas模型和Yoon模型錶徵106
五、高衰減比下有機蒸氣透過行為110
參考文獻114
第四章固體顆粒相中的擴散係數117
第一節吸附劑顆粒中的有效擴散係數117
第二節晶粒微孔擴散120
第三節顆粒的大孔擴散124
一、綫性平衡124
二、非綫性平衡125
第四節大孔擴散的實驗測定127
一、微分填充床法127
二、攪拌槽法129
參考文獻129
第五章氣體吸附係統固定床模擬和設計131
第一節固定床吸附理論131
一、 固定床吸附分離132
二、 吸附柱的解吸132
三、 進料方法134
四、恒溫或絕熱吸附柱134
五、 單組分和復雜組分吸附134
第二節連續性方程和平衡級段模型135
一、 色譜柱的速度理論135
二、 連續性方程137
三、簡化和應用實例——床層內瞬時濃度分布、
有效傳質係數及透過麯綫預示138
第三節傳質區模型、吸附等溫綫對透過麯綫的影響143
一、傳質區模型143
二、 吸附等溫綫和其他參數對透過麯綫的影響145
第四節傳質區和透過點的求取 148
一、由透過麯綫求取148
二、由D�睷方程和有效傳質係數求取和實驗驗證151
第五節吸附器設計的主要參數155
一、 氣�補塘較嘟緱嫻拇�質155
二、 傳質速率錶達式155
三、 傳質係數156
第六節擾動應答法測定吸附參數159
第七節固定床吸附工程計算163
第八節動態應答技術和濾毒罐氣體流動模型165
一、 實驗測定及數據處理方法165
二、 試驗結果與討論168
第九節氣流速度及床層壓力降的確定171
一、Kozeny方程171
二、Ergun半經驗公式172
三、Минский半經驗公式172
參考文獻173
第六章分子模擬175
第一節物理測試技術和大型精密儀器176
第二節配分函數和Boltzmann分布176
一、Boltzmann分布和配分函數177
二、微觀狀態數178
三、Maxwell�睟oltzmann統計179
四、熵的微觀180
第三節係綜和Liouville定理181
一、微正則係綜182
二、正則係綜182
三、Maxwell速度分布184
四、Liouville定理185
五、正則係綜的應用186
六、巨正則係綜188
第四節Monte�睠arlo模擬192
一、確定性問題求解193
二、定積分計算194
三、Metropolis抽樣基本原理197
第五節分子動力學模擬198
一、Hamilton運動方程199
二、Hamilton運動方程推導200
三、Lennard�睯ones 位勢模型201
第六節活性炭吸附的分子模擬203
參考文獻206
第七章活性炭應用208
第一節作為氣相吸附（吸著）劑的應用208
一、對沙林等有害氣體的吸附208
二、 對氯化氰（氫氰酸）等有害氣體的吸著210
三、專用浸漬活性炭211
四、有價值組分的迴收和工業排齣氣的淨化212
五、天然氣存儲、氣體混閤物的分離215
第二節作為液相吸附劑的應用215
一、食品工業215
二、水和廢水處理216
三、製藥工業218
四、醫學（藥）218
五、快速有效利用活性炭處理泄漏事故219
第三節作為電極材料應用220
一、用作超級電容器電極材料220
二、用作電容法脫鹽裝置電極材料220
三、用作液流電池的電極材料221
四、用作燃料電池電催化劑載體221
五、用作鋰離子電池負極材料221
第四節其他方麵應用222
一、作為催化劑的應用222
二、作為離子交換劑應用222
三、作為吸波隱身材料應用223
參考文獻223
第八章活性炭性能的研究方法225
第一節氣體和蒸氣吸附的測量方法225
一、靜態法——吸附等溫綫的測定225
二、動態法——動態吸附容量228
第二節吸附熱的測取 230
一、按BET方程常數kb粗略計算231
二、從一組吸附等溫綫求取吸附熱231
三、從等吸附量麯綫求取等吸附量熱232
四、從錶麵擴散係數測取吸附熱232
五、色譜法測定吸附熱233
第三節孔隙容積測定234
一、真密度和顆粒密度234
二、總孔隙度和大孔容積234
三、 壓汞法——孔和孔體積按孔大小分布235
第四節衍射和顯微技術239
一、X射綫衍射239
二、 電子顯微技術和透射電鏡技術239
第五節多孔材料的孔結構測試的分形分析240
一、分形分析240
二、核磁共振測孔技術240
參考文獻240
第九章活性炭縴維製備及其應用 241
第一節概述241
一、發展曆程241
二、性能特點242
三、結構特徵243
四、分類243
第二節活性炭縴維的製備244
一、ACF製備工藝基本流程244
二、黏膠基ACF的製備248
三、酚醛基ACF的製備249
四、聚丙烯腈基ACF的製備250
五、瀝青基ACF的製備250
第三節活性炭縴維的改性252
一、特殊塗層增強抗磨性能 252
二、氟化處理增加錶麵疏水性252
三、錶麵改性實例252
第四節活性炭縴維的應用254
一、空氣淨化254
二、有機溶劑迴收256
三、飲用水淨化257
四、廢水處理257
五、貴金屬迴收258
六、作為催化劑及催化劑載體258
七、防護材料259
八、醫學應用259
九、電極材料260
參考文獻260

前言/序言

《現代水處理技術：深度解析與工程實踐》 圖書簡介 本書旨在為環境工程領域的研究人員、工程師及相關專業人員提供一本全麵、深入且具有高度實踐指導價值的參考著作。本書聚焦於當前水處理領域最前沿且應用最為廣泛的幾大核心技術，係統闡述瞭其理論基礎、關鍵工藝流程、設備選型原則以及在復雜水體淨化工程中的實際應用案例。全書內容緊密圍繞“高效、可持續、經濟可行”的水處理目標展開，力求在理論深度與工程實用性之間找到最佳平衡點。 第一部分：水處理基礎與水質分析的深化 本部分首先迴顧瞭水處理的基本原理，但重點在於引入現代水質評價體係的升級。詳細闡述瞭傳統指標（如COD、BOD、SS）的局限性，並重點介紹瞭新興的、對新興汙染物更敏感的評價指標，如總有機碳（TOC）、特定汙染物物種的生物活性監測方法等。 水體汙染物的多相態遷移轉化： 深入探討瞭水體中汙染物的物理化學特性，包括溶解、吸附、絡閤、氧化還原等過程在不同水文條件下的動態平衡。重點分析瞭微塑料、納米材料等新型汙染物的遷移特性，這為後續的深度處理技術提供瞭理論基礎。 在綫監測與智能控製： 詳細介紹瞭先進傳感器技術在水處理廠中的應用，包括光譜分析、生物電化學傳感器等。著重講解瞭如何利用大數據和人工智能算法，構建實時、預測性的過程控製模型，以應對進水水質的劇烈波動。 第二部分：強化混凝與沉澱過程的優化 混凝和沉澱是水處理的基礎單元操作，本書超越瞭傳統的混凝劑選擇和投加量計算，著眼於提升過程的效率與穩定性。 新型混凝劑與助凝劑的研發： 重點介紹瞭高分子絮凝劑的分子結構設計、改性無機混凝劑（如聚閤氯化鐵、改性PAC）的閤成工藝及其對低溫、低濁水體的適應性。詳細對比瞭不同類型混凝劑的殘留毒性和汙泥産率。 沉澱池流體力學優化： 運用計算流體力學（CFD）模擬技術，分析瞭傳統沉澱池（如平流池、輻流池）內部的流場分布，揭示瞭死角和短路現象的成因。提齣瞭基於CFD優化的新型沉澱結構設計，如傾斜闆沉澱池、箱式沉澱池的結構改進方案，以提高固液分離效率。 浮選技術在高密度分離中的應用： 詳述瞭溶解空氣浮選（DAF）技術在處理低密度、難沉降顆粒（如藻類、油泥）中的優化操作參數，並探討瞭微氣泡的産生機理與能耗優化策略。 第三部分：膜分離技術的集成與突破 膜技術是現代水處理的核心驅動力。本書將膜技術視為一個係統工程，而非單一單元操作進行闡述。 微濾（MF）與超濾（UF）的抗汙染策略： 深入剖析瞭膜汙染的機理，包括有機物鋪蓋、微生物汙堵和無機鹽結垢。詳細介紹瞭化學清洗（CIP）的優化方案、在綫清洗技術，並重點闡述瞭膜錶麵改性技術，如親水性塗層、抗氧化塗層對膜汙染的抑製效果。 納濾（NF）與反滲透（RO）的能耗管理： 詳細對比瞭不同膜材料（聚酰胺、聚碸）在分離特定離子（如一價/二價離子分離、痕量有機物截留）上的性能差異。核心內容在於膜過程的係統集成，如采用壓力交換器、能量迴收裝置，實現RO係統的能耗降至行業最低水平的工程案例分析。 膜生物反應器（MBR）的耦閤運行： 探討瞭好氧/厭氧MBR在處理高濃度有機廢水中的優勢。重點分析瞭膜組件的運行負荷、曝氣量與汙泥齡（SRT）之間的復雜關係，並給齣瞭適用於市政和工業廢水的MBR設計參數錶。 第四部分：高級氧化與深度淨化技術 本部分聚焦於對傳統生化法難以去除的“頑固”汙染物（如內分泌乾擾物、抗生素、高濃度色度）的控製。 臭氧氧化與催化臭氧化： 詳細分析瞭臭氧的産生機理及其與水中有機物的反應動力學。重點介紹瞭負載型催化劑（如MnO2、TiO2）在提高臭氧氧化效率、降低消毒副産物（DBPs）生成方麵的最新進展。 Fenton及其高級氧化過程（AOPs）： 涵蓋瞭經典Fenton、電Fenton、類Fenton反應，並深入探討瞭紫外/過硫酸鹽（UV/PDS）體係的反應機理。提供瞭實現廢水處理中pH精確調控、鐵泥穩定化處理的工程化方案。 電化學處理技術的前沿應用： 詳細介紹瞭直接電解氧化、電芬頓以及電化學膜分離技術在難降解有機物去除中的應用潛力。闡述瞭電極材料的選擇（如DSA電極、硼摻雜金剛石電極）對氧化效率和電極壽命的影響。 第五部分：汙泥減量化與資源化利用 現代水處理的最終挑戰之一是如何高效、環保地處置處理過程中産生的剩餘汙泥。 汙泥預處理技術： 詳述瞭化學法（石灰、聚閤物）、物理法（超聲波、高剪切）和熱化學法（濕式氧化）對汙泥細胞壁破壞的機理，以及它們對後續脫水性能的提升效果。 汙泥厭氧消化與沼氣利用： 深入分析瞭高溫/中溫厭氧消化的反應器類型（CSTR、UASB）及其優化運行條件，重點講解瞭汙泥水解酸化階段的控製技術，以提高甲烷的産率。 磷迴收與資源化： 詳細介紹瞭鳥糞石（Struvite）結晶技術，包括反應器設計、營養鹽配比控製，以及如何實現磷的穩定迴收和後續作為緩釋肥料的應用。 本書結構清晰，配有大量的流程圖、設備剖麵圖和工程數據錶格，旨在成為讀者從理論學習到工程設計實踐的橋梁。

評分☆☆☆☆☆

這本書的題目是《活性炭吸附技術及其在環境工程中的應用》，我之所以被吸引，是因為我一直對“活性炭”這個詞在日常生活中無處不在的應用感到好奇。從淨水器到空氣淨化器，再到食品脫色，它似乎是個萬能的吸附劑。然而，我對它在“環境工程”這個更宏觀、更專業的領域裏的具體作用卻知之甚少。我總覺得，這本書可能會揭示活性炭如何被工程師們用來解決工業廢水處理、廢氣淨化甚至土壤修復等復雜問題。我很期待能瞭解到活性炭的吸附機理到底有多麼精妙，它能夠捕捉哪些不同類型的汙染物，以及在實際工程中，如何設計和操作活性炭吸附裝置纔能達到最佳效果。更重要的是，我希望能看到一些實際的案例分析，比如某個城市如何利用活性炭技術成功解決瞭工業排放問題，或者某個特定環境汙染事件是如何通過活性炭吸附得到有效控製的。我想知道，這種看似簡單的材料，在專業工程師的手中，能夠煥發齣怎樣的能量，為我們賴以生存的環境帶來切實的改善。這本書會不會深入淺齣地介紹活性炭的各種類型、性能差異，以及它們各自最適用的應用場景？我是否能從中學習到活性炭在不同介質（水、氣、土壤）中的吸附行為和影響因素？這些都是我非常渴望瞭解的。

評分☆☆☆☆☆

作為一個在環保領域工作多年的人，我始終在尋找能夠切實提升治理效率和效果的新技術。《活性炭吸附技術及其在環境工程中的應用》這個書名，直接點齣瞭我最為關注的兩個方麵：一種成熟的技術（活性炭吸附）和它的實際應用場景（環境工程）。我希望這本書不是停留在理論層麵，而是能提供大量具有參考價值的工程案例。例如，在處理石油化工、製藥、印染等行業的工業廢水時，活性炭是如何被集成到整個工藝流程中的？它在去除COD、BOD、氨氮、色度等方麵，與其他處理方法相比，有何突齣優勢或不足？對於大氣汙染，特彆是工業廢氣中的硫化物、氮氧化物、有機溶劑蒸汽，活性炭是否是一種經濟有效的吸附劑？這本書能否提供一些關於吸附單元設計、操作參數優化的實用指導，例如床層設計、再生策略、吸附劑壽命評估等？我更希望能夠看到一些關於活性炭再生技術的探討，比如熱再生、蒸汽再生、化學再生等，以及這些再生方法對活性炭性能和環境影響的對比分析。這本書如果能深入解析活性炭在不同環境介質中的吸附機理，並提供詳實的工程實踐經驗，那將是對我工作非常有益的參考。

評分☆☆☆☆☆

我個人對環境汙染治理一直抱有濃厚的興趣，尤其關注那些能夠從源頭上或末端有效控製汙染物排放的科技手段。當我在書店看到《活性炭吸附技術及其在環境工程中的應用》這本書時，立刻産生瞭一種強烈的求知欲。我一直認為，對於環境問題，僅僅瞭解問題的嚴重性是不夠的，更重要的是要探索切實可行的解決方案。《活性炭吸附技術》這個題目，讓我聯想到活性炭強大的吸附能力，這是否意味著它在處理各種環境汙染物方麵有著得天獨厚的優勢？我希望這本書能夠詳細地闡述活性炭在處理重金屬、有機汙染物、揮發性有機化閤物（VOCs）等方麵的具體應用案例，並且能深入分析其吸附效率、飽和度、再生方法以及相關的經濟性考量。我非常想知道，在處理一些棘手的環境問題時，比如工業廢水中難以去除的酚類或氰化物，活性炭是否能扮演關鍵角色？對於空氣汙染，例如PM2.5的吸附，活性炭又有什麼獨特之處？這本書能否提供一些關於活性炭吸附工藝設計的指導性建議，例如吸附塔的結構、流速控製、吸附劑的更換周期等？我希望它能像一位經驗豐富的導師，為我揭示活性炭在環境工程領域的無限潛能，並且讓我看到它如何在現實世界中創造積極的影響。

評分☆☆☆☆☆

我一直對我們賴以生存的地球所麵臨的環境挑戰感到憂慮，並且渴望瞭解更多能夠有效應對這些挑戰的科技手段。《活性炭吸附技術及其在環境工程中的應用》這本書的齣現，讓我看到瞭一個解決環境問題的有力工具。我猜想，這本書一定會深入淺齣地介紹活性炭這一神奇材料的吸附原理，不僅僅是錶麵的“吸附”，而是它內在的化學和物理機製。我很想知道，活性炭的孔隙結構是如何工作的？它能夠吸附哪些特定類型的汙染物？例如，在處理飲用水時，它如何去除餘氯、有機物和一些重金屬離子？在工業廢氣淨化中，它又如何捕獲那些我們肉眼看不見的有害氣體？這本書能否提供一些關於活性炭在不同應用領域（如水處理、空氣淨化、土壤修復）的具體技術細節？我希望能瞭解到，在實際的工程設計中，如何選擇閤適的活性炭種類、如何確定吸附劑的用量、如何設計吸附裝置的尺寸和操作流程。更重要的是，我希望能看到書中能夠包含一些成功應用案例，展示活性炭是如何在真實的汙染治理項目中發揮關鍵作用，為改善環境質量做齣貢獻。這本書會不會讓我對活性炭有一個更全麵、更深入的認識，並且激發我進一步探索其在綠色科技領域的應用前景？

評分☆☆☆☆☆

這本書的題目《活性炭吸附技術及其在環境工程中的應用》對於我這個非專業人士來說，聽起來有點“硬核”，但又充滿瞭探索的吸引力。我腦海裏立刻浮現齣各種汙染場景：煙囪排放的滾滾濃煙，工廠排齣的渾濁廢水，還有生活中接觸到的各種化學氣味。我想，活性炭是不是就像一個“吸塵器”，能夠把這些有害物質通通“吃”掉？這本書會不會從最基礎的化學原理開始，解釋活性炭的微觀結構是如何賦予它如此強大的吸附能力？比如，它的孔隙率、比錶麵積等等，這些參數對吸附效果又有什麼影響？我非常好奇，不同的活性炭製備方法，比如蒸汽活化、化學活化，是否會産生性能迥異的活性炭？在環境工程的實際應用中，工程師們會根據汙染物的種類和濃度，選擇哪種類型的活性炭？這本書能否給我一些直觀的認識，例如通過圖錶或模型，展示活性炭是如何吸附分子，又是如何從吸附飽和狀態中恢復活性的？我希望能瞭解到，在處理大規模的環境汙染時，活性炭的優勢和局限性在哪裏，以及它與其他淨化技術的組閤應用，是否能夠達到更優化的效果？這本書會不會讓我對“吸附”這個概念有一個全新的、更科學的認識？

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