環(huán)境催化：原理及應(yīng)用（第二版）

目錄
第二版前言
第一版前言
第1章 催化與環(huán)境 1
1.1 催化和環(huán)境的關(guān)系 1
1.2 環(huán)境催化的定義、研究對(duì)象和任務(wù) 2
1.2.1 環(huán)境催化的定義 2
1.2.2 環(huán)境催化的研究對(duì)象和任務(wù) 3
思考題 5
參考文獻(xiàn) 5
第2章 環(huán)境催化的基礎(chǔ)及其研究方法 6
2.1 概述 6
2.2 催化作用和環(huán)境催化 6
2.2.1 催化和環(huán)境催化的基本概念 6
2.2.2 催化劑的組成 13
2.2.3 催化劑常用制備方法 16
2.3 催化劑的表征和研究方法 20
2.3.1 基于吸附理論的催化劑表征方法 20
2.3.2 基于光譜和能譜的催化劑常用表征方法 28
2.3.3 基于理論計(jì)算研究環(huán)境催化過(guò)程 49
2.3.4 催化劑的活性評(píng)價(jià)和催化反應(yīng)器 56
2.4 環(huán)境催化的特殊性及其研究方法 60
2.4.1 環(huán)境催化的特殊性 60
2.4.2 滿足環(huán)境催化特殊性的研究方法 62
2.5 結(jié)語(yǔ) 74
思考題 74
參考文獻(xiàn) 75
第3章 固定源燃燒排放的催化凈化 81
3.1 概述 81
3.2 煙氣選擇性催化還原脫硝原理和技術(shù) 83
3.2.1 SCR的工作原理 85
3.2.2 SCR催化劑 87
3.2.3 SCR催化反應(yīng)機(jī)理 98
3.2.4 SCR反應(yīng)的動(dòng)力學(xué) 101
3.2.5 SCR系統(tǒng)及應(yīng)用 102
3.2.6 催化劑的中毒機(jī)制 113
3.2.7 煙氣脫硝SCR技術(shù)在國(guó)內(nèi)外的應(yīng)用和實(shí)例 118
3.3 煙氣脫硫 129
3.3.1 石灰石-石膏濕法脫硫技術(shù) 130
3.3.2 二氧化硫的催化氧化 134
3.3.3 二氧化硫的催化還原 140
3.4 多污染物協(xié)同控制技術(shù) 148
3.4.1 催化氧化二氧化硫協(xié)同還原氮氧化物 148
3.4.2 同時(shí)催化氧化二氧化硫和氮氧化物 153
3.4.3 同時(shí)催化還原氮氧化物和二氧化硫 154
3.4.4 活性炭法多污染物協(xié)同控制技術(shù) 156
3.5 結(jié)語(yǔ) 159
思考題 160
參考文獻(xiàn) 161
第4章 移動(dòng)源燃燒排放的多相催化凈化 168
4.1 概述 168
4.2 汽油車尾氣催化凈化 172
4.2.1 汽油車尾氣排放特點(diǎn) 172
4.2.2 汽油車排放污染物催化凈化反應(yīng)原理 176
4.2.3 催化轉(zhuǎn)化器 177
4.2.4 汽油車排放污染控制三效催化劑的研究現(xiàn)狀和發(fā)展 181
4.2.5 汽油機(jī)顆粒物捕集器和催化汽油機(jī)顆粒物捕集器 198
4.2.6 汽車?yán)鋯?dòng)污染排放控制技術(shù) 200
4.2.7 新的超低排放催化凈化技術(shù)和三效催化技術(shù)發(fā)展趨勢(shì) 203
4.3 柴油機(jī)和稀燃汽油機(jī)尾氣催化凈化 204
4.3.1 柴油機(jī)和稀燃汽油機(jī)尾氣后處理的必要性 204
4.3.2 催化分解氮氧化物 205
4.3.3 氮氧化物儲(chǔ)存-還原 208
4.3.4 選擇性催化還原氮氧化物技術(shù) 226
4.3.5 氧化催化劑和柴油機(jī)顆粒物削減技術(shù) 260
4.3.6 柴油機(jī)后處理系統(tǒng)組合凈化技術(shù) 266
4.4 清潔燃料車尾氣催化凈化 268
4.4.1 CNG汽車尾氣凈化方法 269
4.4.2 含氧燃料汽車尾氣凈化方法 288
4.5 結(jié)語(yǔ) 290
思考題 291
參考文獻(xiàn) 291
第5章 揮發(fā)性有機(jī)化合物的催化燃燒和氯氟烴的催化轉(zhuǎn)化 322
5.1 揮發(fā)性有機(jī)化合物的催化燃燒 322
5.1.1 概述 322
5.1.2 VOCs催化燃燒催化劑 324
5.1.3 VOCs催化燃燒工藝技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展 336
5.1.4 VOCs排放控制技術(shù)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì) 341
5.2 氯氟烴的催化轉(zhuǎn)化 342
5.2.1 氯氟烴的來(lái)源、危害和消除對(duì)策 342
5.2.2 氯氟烴的熱催化分解 344
5.2.3 氯氟烴的光催化分解 348
5.2.4 氯氟烴的催化氫化脫氯無(wú)害化 349
5.3 結(jié)語(yǔ) 354
思考題 355
參考文獻(xiàn) 355
第6章 室內(nèi)空氣催化凈化 363
6.1 概述 363
6.2 室內(nèi)空氣光催化凈化 364
6.2.1 光催化原理 364
6.2.2 光催化劑 368
6.2.3 光催化反應(yīng)器結(jié)構(gòu) 372
6.2.4 光催化活性的影響因素 375
6.2.5 光催化凈化室內(nèi)污染物 377
6.2.6 光催化室內(nèi)空氣凈化技術(shù)的未來(lái) 385
6.3 室內(nèi)空氣常溫催化凈化 387
6.3.1 常溫催化凈化室內(nèi)一氧化碳 387
6.3.2 常溫催化凈化室內(nèi)甲醛和VOCs400
6.3.3 低溫等離子體協(xié)同催化凈化室內(nèi)揮發(fā)性有機(jī)化合物 419
6.3.4 常溫氣固相電催化氧化苯系物 428
6.3.5 常溫催化凈化室內(nèi)臭氧 430
6.3.6 常溫催化凈化室內(nèi)微生物 443
6.4 結(jié)語(yǔ) 449
思考題 450
參考文獻(xiàn) 450
第7章 水處理過(guò)程中的多相催化 469
7.1 概述 469
7.2 光催化水處理技術(shù) 469
7.2.1 多相光催化技術(shù)在水處理方面的應(yīng)用 470
7.2.2 多相光催化與生物氧化工藝組合處理有機(jī)物廢水 473
7.2.3 多相光催化消除水中病原微生物的研究 476
7.2.4 TiO2光催化劑的固定化 483
7.2.5 多相光催化技術(shù)的未來(lái)發(fā)展方向 487
7.3 綠色催化新工藝——芬頓技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用 489
7.3.1 均相芬頓反應(yīng)的發(fā)展 489
7.3.2 多相芬頓催化氧化技術(shù)的發(fā)展 496
7.4 臭氧催化氧化水處理技術(shù) 515
7.4.1 臭氧在水處理中的應(yīng)用 515
7.4.2 多相催化臭氧化催化劑的研究進(jìn)展 517
7.4.3 多相催化臭氧化機(jī)理 522
7.4.4 結(jié)論與展望 525
7.5 濕式催化氧化技術(shù) 526
7.5.1 概述 526
7.5.2 催化濕式氧化工藝原理 527
7.5.3 催化劑的研究現(xiàn)狀 527
7.5.4 在實(shí)際工業(yè)廢水處理中的應(yīng)用 529
7.5.5 結(jié)論與展望 533
7.6 雙金屬催化劑催化去除水中硝酸鹽 533
7.6.1 雙金屬催化還原硝酸根的原理 534
7.6.2 反應(yīng)動(dòng)力學(xué)及反應(yīng)機(jī)制 535
7.6.3 雙金屬催化還原硝酸根的影響因素 536
7.6.4 雙金屬催化還原技術(shù)的應(yīng)用展望 546
7.7 結(jié)語(yǔ) 547
思考題 547
參考文獻(xiàn) 548
第8章 溫室效應(yīng)和臭氧層消耗物質(zhì)的催化轉(zhuǎn)化 569
8.1 甲烷二氧化碳催化重整 569
8.1.1 甲烷二氧化碳重整反應(yīng)的熱力學(xué) 569
8.1.2 催化劑體系 571
8.1.3 甲烷二氧化碳重整反應(yīng)的動(dòng)力學(xué) 573
8.1.4 反應(yīng)機(jī)理 576
8.1.5 催化劑的失活和對(duì)策 578
8.1.6 甲烷和二氧化碳的活化 584
8.2 天然氣燃燒催化劑研究現(xiàn)狀和進(jìn)展 586
8.2.1 概述 586
8.2.2 貴金屬催化劑 588
8.2.3 非貴金屬催化劑 595
8.2.4 天然氣催化燃燒工業(yè)應(yīng)用技術(shù)研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì) 606
8.3 氧化亞氮的催化消除 619
8.3.1 氧化亞氮的來(lái)源、危害和對(duì)策 619
8.3.2 氧化亞氮直接催化分解反應(yīng)及反應(yīng)機(jī)理 621
8.3.3 氧化亞氮的催化分解催化劑 623
8.3.4 氧化亞氮的催化分解工業(yè)應(yīng)用展望 642
8.4 二氧化碳催化轉(zhuǎn)化 643
8.4.1 概述 643
8.4.2 CO2加氫轉(zhuǎn)化 643
8.4.3 CO2光催化轉(zhuǎn)化 648
8.5 結(jié)語(yǔ) 656
思考題 657
參考文獻(xiàn) 657
第9章 自然環(huán)境條件下的催化過(guò)程 691
9.1 概述 691
9.1.1 大氣層中的環(huán)境催化過(guò)程 691
9.1.2 非均相大氣化學(xué) 693
9.1.3 大氣顆粒物 697
9.2 大氣層中的非均相光催化 698
9.2.1 土壤表面的非均相光催化 698
9.2.2 大氣顆粒物表面的非均相光催化 702
9.3 大氣層中的熱催化 711
9.3.1 大氣顆粒物表面與臭氧耗損相關(guān)的催化反應(yīng) 712
9.3.2 氮氧化物在大氣顆粒物表面的非均相反應(yīng) 719
9.3.3 硫化物在大氣顆粒物表面的非均相反應(yīng) 727
9.3.4 常見有機(jī)化合物在大氣顆粒物表面的非均相反應(yīng) 744
9.4 環(huán)境催化城市及大氣低濃度氣態(tài)污染物催化凈化 754
9.4.1 光催化凈化NOx 756
9.4.2 光催化凈化VOCs 761
9.4.3 光催化凈化NH3 763
9.5 結(jié)語(yǔ) 764
思考題 765
參考文獻(xiàn) 765