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| 編輯推薦： |
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本书是笔者根据多年从事太阳能水处理科研和教学经验，参考国内外该领域的众多科研论文及图书资料编写而成。目前，国内利用太阳能分光谱综合利用处理有机废水的专著较少见，本书既具有较高的理论参考价值，又有较为广泛的应用价值。
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| 內容簡介： |
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本书从太阳光全光谱利用的角度出发，结合太阳能热电化学过程两场热电耦合理论基础，提出一种全新的综合利用太阳能驱动化学反应，建立了太阳能STEP光热电多场耦合化学过程，并建立了太阳能STEP光电热三场耦合降解废水模式，高效利用了太阳光谱的全部能量进行有机废水的处理。全书共7章，包括绪论、STEP理论及其研究进展、STEP有机废水降解模型和理论分析、STEP两场耦合有机废水降解研究、用于STEP有机废水降解的改性TiO2 NTs研究、STEP光电热三场耦合有机废水降解研究以及结论与展望。本书理论与实践相结合，可供环境科学及相关领域科研人员阅读参考，也可供高等学校环境科学与工程及相关专业师生学习参考。
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| 目錄：
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第1章 绪论11.1 能源利用与发展 11.1.1 能源利用的进程 11.1.2 能源利用的现状 21.2 太阳能利用及研究进展 31.2.1 太阳能热利用 41.2.2 太阳能电利用 61.2.3 太阳能光利用 91.3 中国可再生能源发展 121.3.1 发展障碍 121.3.2 发展战略 131.3.3 发展政策 151.4 本章小结 16第2章 STEP 理论及其研究进展172.1 STEP理论 172.1.1 STEP炼铁 182.1.2 STEP制氢 202.1.3 STEP碳捕获 212.1.4 STEP有机合成 232.1.5 STEP煤清洁转化 242.2 有机废水分类及处理方法 252.2.1 染料有机废水 252.2.2 石油化工行业有机废水 262.2.3 精细化工行业有机废水 272.2.4 其他化工行业有机废水 282.3 典型含SDBS有机废水处理技术进展 292.3.1 物理法 302.3.2 化学法 312.3.3 生物法 332.4 典型含硝基苯有机废水处理技术进展 332.4.1 物理法 342.4.2 化学法 352.4.3 生物法 372.5 中心材料对STEP过程影响 382.5.1 金属阳极基体材料 392.5.2 光电薄膜阳极材料 402.5.3 碳基阳极材料 432.5.4 g-C3N4光催化材料 442.6 本章小结 52第3章 STEP 有机废水降解模型和理论分析543.1 STEP化学过程理论模型 543.2 STEP化学过程能量耦合 573.3 STEP有机废水降解理论基础 583.3.1 STEP有机废水降解的理论分析 583.3.2 STEP有机废水降解的热力学分析 593.3.3 STEP-SDBS降解的热力学分析 613.3.4 STEP-NB降解的热力学分析 643.4 本章小结 66第4章 STEP 两场耦合有机废水降解研究674.1 实验部分 684.1.1 药品与试剂 684.1.2 STEP降解有机废水分析仪器 684.1.3 STEP降解有机废水实验装置 694.1.4 g-C3N4制备及其改性 714.2 STEP热-电两场耦合SDBS降解 714.2.1 STEP降解SDBS循环伏安分析 714.2.2 STEP降解SDBS条件分析 744.2.3 STEP降解SDBS产物分析 784.2.4 STEP降解SDBS机理分析 814.2.5 STEP降解SDBS实际废水 834.2.6 STEP降解SDBS户外实验 844.3 STEP热-电两场耦合硝基苯降解 864.3.1 STEP热助循环伏安分析 864.3.2 电压对硝基苯降解的影响 884.3.3 温度对硝基苯降解的影响 904.3.4 STEP降解硝基苯产物分析 924.3.5 STEP降解硝基苯机理分析 964.4 STEP光-热两场耦合硝基苯降解 974.4.1 结构形貌和性质分析 974.4.2 温度硝基苯降解的影响 994.4.3 机理分析 1004.4.4 户外实验 1034.5 适配STEP热-电耦合过程In-situTEC-MRA 1054.5.1 In-situTEC-MRA设计构建 1064.5.2 In-situTEC-MRA原位检测 1074.5.3 能量分析 1124.5.4 动力学和机理分析 1164.6 本章小结 119第5章 用于STEP 有机废水降解的改性TiO2 NTs 研究1215.1 实验部分 1225.1.1 药品与试剂 1225.1.2 一次阳极氧化TiO2NTs制备 1235.1.3 二次阳极氧化TiO2NTs制备 1245.1.4 二次阳极氧化TiO2NTs改性 1255.1.5 TiO2NTs光催化性能表征 1275.2 TiO2NTs结构改性 1295.2.1 TiO2NTs纳米管形貌 1295.2.2 液相光催化实验 1335.2.3 气相光催化实验 1355.3 二次阳极氧化TiO2NTs贵金属负载改性 1375.3.1 NMNs/二次阳极氧化TiO2NTs形貌 1385.3.2 NMNs/二次阳极氧化TiO2NTs光催化性能 1395.3.3 NMNs/二次阳极氧化TiO2NTs光催化机理 1425.4 二次阳极氧化TiO2NTs铁离子负载改性 1435.4.1 Fe3 /二次阳极氧化TiO2NTs形貌 1435.4.2 Fe3 /TiO2NTs结构分析 1435.4.3 Fe3 /TiO2NTs光催化性能 1465.4.4 Fe3 /TiO2NTs光催化降解硝基苯 1485.5 二次阳极氧化TiO2NTs非金属负载改性 1525.5.1 E-carbon/二次阳极氧化TiO2NTs形貌 1525.5.2 E-carbon/二次阳极氧化TiO2NTs光催化性能 1555.5.3 E-carbon/二次阳极氧化TiO2NTs光催化机理 1635.6 本章小结 164第6章 STEP 光-电-热三场耦合有机废水降解研究1666.1 实验部分 1666.1.1 STEP光-电-热三场耦合硝基苯降解条件 1666.1.2 STEP光-电-热三场耦合硝基苯降解装置 1676.2 结果与讨论 1686.2.1 STEP光-电-热三场耦合有机废水降解模型 1686.2.2 STEP光-电-热三场耦合有机废水降解结果与分析 1726.2.3 STEP光-电-热三场耦合有机废水降解机理研究 1756.3 本章小结 178第7章 结论与展望1797.1 主要结论 1797.2 未来展望 181参考文献184
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能源和环境问题一直是制约人类社会发展的两大关键问题，所以以太阳能为代表的清洁能源的开发和利用逐渐成为人们研发的热门领域。但是一直以来太阳能的化学转化利用都是只利用的太阳能光谱中的部分能量，依靠太阳能驱动的化学反应都是基于单场（包括光场、热场和电场）模式进行的，因此太阳能的利用效率一直得不到有效的提高。太阳能利用的基本原则是追求“最佳效率”和“最低成本”。为了能够达到这一目标，科学家们一直寻求最具创新性的技术方法。本书从太阳光全光谱利用的角度出发，结合了太阳能热电化学过程（solar thermal electrochemical process，STEP）两场热电耦合理论基础，提出并建立了一种全新的综合利用太阳能驱动化学反应的STEP光电热多场耦合化学过程。该过程的成功应用不仅代表了一种可替代的能源的产生，而且还提供了一种活化反应物分子进行高效和高选择性化学反应的方法。为了提高太阳能的综合利用效率和全光谱高效利用太阳能能量，本书首先提出了采用太阳能热电两场耦合模式进行有机废水的降解，通过热力学理论计算分析及实验分析，确定了太阳能热电两场耦合降解的最佳条件，同时考察了在全户外条件下无任何其他能源及物质投入的情况下有机废水的降解效率。在上述基础上，本书将太阳能三场能量（热场、电场、光场）耦合作用于同一有机废水的氧化降解体系中，建立了太阳能STEP光电热三场耦合降解废水模式，高效利用了太阳光谱的全部能量进行了有机废水的处理。全书共7章，是在东北石油大学多位老师的协作下完成的。其中，第1~3章由纪德强撰写，第4、5章由谷笛撰写，第6、7章由李丽丽和臧庆伟撰写。全书由谷笛、臧庆伟负责修改和统稿。本书是笔者根据多年从事太阳能水处理科研和教学经验，参考国内外该领域的众多科研论文及图书资料编写而成。目前，国内利用太阳能分光谱综合利用处理有机废水的专著较少见，本书既具有较高的理论参考价值，又具有较为广泛的应用价值。本书可供环境科学及相关领域科研部门科研人员阅读参考，也可供高等学校环境科学与工程及相关专业师生学习参考。本书得到国家自然科学基金（No.21808030）和黑龙江省重点学科经费的资助。由于笔者学识水平和时间所限，书中难免有不当之处，还望读者给予批评指正。谷笛2022年4月
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