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目录1

第1章　绪论1

1.1　环境与可持续发展1

1.1.1　环境与环境问题1

1.1.2　可持续发展2

1.2　工业催化与环境催化4

1.2.1 工业催化4

1.2.2　环境催化及其催化剂5

1.2.3 工业催化与环境催化的关系6

1.3.1　政策制定对环境催化发展的作用7

1.3 环境催化的历史和现状7

1.3.2　环境催化技术的发展历程9

13.3　催化与绿色化学的结合11

1.4　环境催化概述12

1.4.1　环境保护中的催化治理技术12

1.4.2　环保催化剂生产及市场概况15

第2章　环境催化基础20

2.1　催化过程与催化剂20

2.1.1　催化过程的概念和特征20

2.1.2 非均相催化剂的组成结构与功能23

2.1.3　催化剂的性能指标28

2.1.4　催化剂的失活和再生31

2.1.5　催化剂的选择33

2.2.1　环境催化剂概述35

2.2　环境催化剂35

2.2.2　环境催化剂的应用37

2.3 多相催化动力学基础46

2.3.1 吸附和吸附等温线47

2.3.2 气-固相催化反应的动力学61

2.4　催化反应器设计原理75

2.4.1 固定床催化反应器76

2.4.2　流化床催化反应器84

2.4.3　其他形式催化反应器90

3.1　催化剂的设计原理91

第3章　环境催化剂的制备91

3.1.1　催化剂设计的理论概况92

3.1.2　催化剂设计的程序93

3.1.3 热力学分析和化学反应的机理研究与催化剂设计97

3.1.4　催化剂材料的选择99

3.2　催化剂载体102

3.2.1　催化剂载体概述102

3.2.2　载体的作用104

3.2.3　催化剂常用载体108

3.2.4　载体的选择113

3.3.1 沉淀法115

3.3　活性成分的负载115

3.3.2 浸渍法117

3.3.3　吸附法118

3.3.4 离子交换法120

3.4　金属氧化物催化剂122

3.4.1　概述122

3.4.2　过渡金属氧化物的类型、结构及其性质124

3.4.3 活性组分的流失126

3.5　沸石催化剂128

3.5.1　概述129

3.5.2　沸石的分类129

3.5.3 沸石的吸附和扩散性质及其应用132

3.5.4 沸石的催化性质135

3.5.5　沸石作为催化剂载体139

3.6　新型催化材料140

3.6.1　整体式块状载体140

3.6.2　二氧化钛143

3.6.3　非晶态合金145

3.6.4 杂多酸149

第4章　催化剂表征154

4.1　结构特性的表征155

4.1.1 热分析方法155

4.1.2　催化剂晶体特性的X射线衍射表征164

4.1.3　催化剂的颗粒表征——粒径及其分布167

4.1.4　催化剂机械强度的表征172

4.1.5　催化剂孔结构的表征174

4.1.6　催化剂比表面积的表征179

4.2　表面特性的表征180

4.2.1 催化剂表面物种结构的表征180

4.2.2　催化剂化学吸附的表征186

4.2.3　催化剂表面酸性的表征188

4.3　催化剂反应特性的表征190

4.3.1　积分反应器191

4.3.2　微分反应器193

4.3.3　其他实验室反应器195

第5章　移动污染源尾气净化197

5.1　移动污染源分析197

5.1.1 移动污染源特点197

5.1.2　移动污染源分析197

5.2 国家排放标准202

5.2.1 国外汽车尾气的排放法规202

5.2.2　我国国家排放标准208

5.3　汽油发动机尾气净化217

5.3.1 汽油机尾气净化概述218

5.3.2 汽油发动机工作过程和结构设计对排气污染物的影响220

5.3.3　汽油发动机尾气净化技术222

5.4　柴油发动机尾气净化266

5.4.1　柴油机尾气净化概述267

5.4.2 柴油机排气中颗粒物的净化技术269

5.5　发展趋势和方向283

5.5.1　催化剂的开发利用283

5.5.2 清洁能源的开发利用288

第6章 固定污染源的催化控制技术298

6.1 固定污染源分析298

6.1.1 污染源概述298

6.1.2　主要工业污染源分析299

6.2 固定污染源控制概述310

6.2.1 污染源的控制手段310

6.2.2　控制指标313

6.2.3 污染源管理315

6.3　烟气催化脱硫316

6.3.1　二氧化硫的来源及危害316

6.3.2　烟气催化脱硫技术318

6.4　烟气催化脱硝353

6.4.1　氮氧化物的来源和危害353

6.4.2　催化脱硝354

6.5.1 VOCs的毒害作用及来源374

6.5　挥发性有机物控制374

6.5.2 VOCs的治理技术375

6.5.3 VOCs的催化治理技术376

第7章　室内空气污染的催化治理技术394

7.1 室内空气污染的特征394

7.2 室内主要空气污染物的种类、特点及危害395

7.3 室内空气污染的主要污染源396

7.4　控制室内空气污染的途径397

7.5 非平衡态等离子体技术399

7.5.1 等离子体简介399

7.5.2　非平衡等离子体的发生技术400

7.5.3　等离子体净化原理403

7.5.4　反应器405

7.5.5 影响因素406

7.5.6　分解反应机理的研究412

7.5.7 气体分解产物的控制413

7.5.8　非平衡等离子体在空气净化方面的应用研究415

7.6　光催化氧化法416

7.6.1　光催化的影响因素416

7.6.2 光催化剂的失活与再生422

7.6.3 气固相光催化反应器428

7.6.4　光催化反应动力学430

7.6.5　有机污染物的降解机理440

7.6.6　光催化在空气净化中的应用446

7.6.7 用于室内空气污染治理的光催化制品454

7.6.8　新型光催化反应技术456

7.7　UV/Fenton法在废气处理中的应用457

第8章　水污染催化处理461

8.1　饮用水与污水处理462

8.1.1 非催化处理法463

8.1.2　催化处理法465

8.2　Fenton反应467

8.2.1　Fenton试剂催化氧化的机理467

8.2.2　Fenton反应的应用470

8.2.3　Fenton反应的进展470

8.3.1　湿式氧化机理473

8.3　湿式氧化473

8.3.2 湿式氧化的应用475

8.3.3　湿式氧化的进展477

8.4　光催化与电催化478

8.4.1 光催化479

8.4.2 电催化486

8.5　催化还原491

8.5.1　催化还原机理491

8.5.2　催化还原处理技术的应用492

8.5.3　催化还原处理技术的进展494

9.1.1　一碳化学的分类及介绍495

第9章　环境催化新技术495

9.1　一碳化学495

9.1.2　一碳化学技术在清洁能源与绿色化工中的应用499

9.2　催化燃烧技术501

9.2.1　催化燃烧技术的分类501

9.2.2　催化燃烧的催化剂504

9.2.3　催化燃烧法的应用504

9.3　燃料电池509

9.3.1　燃料电池的工作原理509

9.3.2　燃料电池的分类510

9.3.3　燃料电池的燃料512

9.3.4　燃料电池的应用513

9.4　环境催化发展方向和趋势516

9.4.1　光催化应用516

9.4.2　光电催化应用517

9.4.3 生物催化518

9.4.4　催化传感器519

9.4.5 能源及动力催化剂520

9.4.6　超临界流体及其催化作用521

9.4.7　组合催化技术及应用521

9.4.8　环境催化研究热点523

参考文献527