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| 內容簡介： |
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《环境电化学基础》较全面系统地介绍了污染消除与环境修复的电化学理论与技术。本书包括3 部分，首先较系统地阐述了环境电化学及电化学技术的基础知识，接着深入探讨了污染物处理的电化学与电化学耦合技术，最后详细介绍了电化学水处理技术的应用。本书理论联系实际，有助于读者将已掌握知识灵活应用于实际问题中。本书可作为高等院校化学工程、应用化学、环境科学与工程、市政工程等相关专业的本科生和研究生教材，也可供环境科学与工程、化学工程与技术、材料科学与工程、市政工程等领域的管理人员和技术人员参考。
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| 關於作者： |
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童少平，浙江工业大学，教授，浙江省高校中青年学科带头人及入选省151人才第 一层次，《电化学》和《Separations》杂志编委。一直从事应用电化学和清洁氧化技术的研究，在《Applied Catalysis B: Environmental》、《Industrial & Engineering Chemistry Research》和《化工学报》等国内外知名期刊发表论文百余篇，参编教材《应用电化学基础》和《工业电化学基础》二闻。在高盐度废液的处理或资源化、水处理药剂和电化学合成等方面取得了系列有实际意义的结果，成果曾获中石化技术发明一等奖和技术进步一等奖各一项，浙江省科学技术二等奖一项，授权国家发明专利十余项。
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| 目錄：
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第1 章 绪论001
1.1 电化学环境处理技术定义、特点与评价指标002
1.1.1 电化学环境处理技术定义002
1.1.2 电化学水处理技术的特点003
1.1.3 电化学水处理技术的评价指标004
1.2 电化学反应器005
1.2.1 电化学反应器的特点005
1.2.2 电化学反应器的分类006
1.2.3 电化学反应器的设计008
1.3 电化学处理的影响因素008
1.3.1 电极材料009
1.3.2 电动参数009
1.3.3 溶液因素013
1.3.4 产气因素015
1.4 电化学联合技术016
1.5 电化学水处理技术的发展方向017
参考文献018
第2 章 环境电化学基本概念和测试技术020
2.1 电化学基本概念020
2.1.1 电化学的定义及研究内容020
2.1.2 化学电池的基本术语和表示方法021
2.1.3 电导和电导率022
2.1.4 电极电势023
2.1.5 电池电动势与标准电极电势025
2.2 法拉第定律及研究“电极/溶液” 界面性质的意义028
2.2.1 法拉第定律028
2.2.2 研究“电极/溶液” 界面性质的意义030
2.3 平衡态电化学031
2.3.1 自发变化的自由能与电池电动势031
2.3.2 能斯特方程031
2.4 电极过程动力学032
2.4.1 分解电压与极化032
2.4.2 电极反应的若干基础知识034
2.4.3 电化学步骤的动力学035
2.4.4 氢与氧的电极过程041
2.5 电化学测试技术041
2.5.1 三电极体系041
2.5.2 循环伏安法042
2.5.3 电化学交流阻抗042
2.6 腐蚀基础知识046
参考文献048
第3 章 电化学氧化与还原049
3.1 电化学氧化050
3.1.1 电化学氧化分类050
3.1.2 间接阳极氧化052
3.1.3 电芬顿反应055
3.1.4 提高电催化氧化降解效率的策略057
3.2 电化学还原058
3.3 三维电极060
3.3.1 三维电极的定义与特点060
3.3.2 三维电极工作机理061
3.3.3 三维电极反应器的分类062
3.4 电极材料065
3.4.1 阳极材料065
3.4.2 阴极材料070
3.4.3 粒子电极材料071
3.5 电解反应器构型072
3.6 电化学氧化与还原的影响因素074
3.6.1 电极及其工作条件074
3.6.2 溶液因素075
3.7 电化学氧化还原在污染物去除方面的应用076
参考文献078
第4 章 电絮凝和电气浮081
4.1 电絮凝082
4.1.1 电絮凝作用机理082
4.1.2 电絮凝的影响因素087
4.1.3 电絮凝成本计算及能源回收092
4.1.4 电絮凝反应器的设计092
4.1.5 电絮凝与化学絮凝的比较094
4.1.6 电絮凝与其他工艺的组合096
4.1.7 电絮凝的应用096
4.2 电气浮099
4.2.1 电气浮的基本原理099
4.2.2 电气浮的特点100
4.2.3 电气浮的主要影响因素101
4.2.4 电气浮在废水处理中的应用102
参考文献104
第5 章 内电解107
5.1 内电解原理108
5.1.1 内电解作用机制108
5.1.2 反应活性和电子选择性111
5.2 内电解工艺与内电解反应器114
5.2.1 内电解工艺的主要设计参数114
5.2.2 内电解处理方法的优点及存在的问题116
5.2.3 内电解反应器的改进116
5.3 内电解过程的强化118
5.3.1 填料的改进118
5.3.2 纳米零价铁118
5.3.3 物理辅助123
5.3.4 硫化零价铁125
5.4 内电解与其他技术联用127
5.4.1 零价铁/氧化剂高级氧化体系127
5.4.2 零价铁内电解与生物处理工艺联合129
5.4.3 内电解与电解、中和沉淀、臭氧、光催化等的耦合132
5.5 内电解的应用134
5.5.1 处理无机污染物134
5.5.2 处理有机污染物136
5.5.3 可渗透反应铁墙和零价铁原位反应带修复技术137
5.5.4 土壤修复138
参考文献140
第6 章 微生物电化学144
6.1 电化学/生物水处理方法的组合形式和实用电池基础知识145
6.1.1 电化学/生物水处理方法的组合形式145
6.1.2 实用电池基础知识145
6.2 微生物电化学系统的工作原理、特点及分类147
6.2.1 微生物电化学系统的工作原理147
6.2.2 胞外电子传递机制150
6.2.3 微生物电化学技术的优点和缺点153
6.2.4 微生物电化学系统的结构类型153
6.3 微生物燃料电池堆栈155
6.3.1 堆栈构型155
6.3.2 微生物燃料电池串并联存在的主要问题及解决方案155
6.4 影响生物电化学系统性能的因素159
6.4.1 电极因素159
6.4.2 反应器构造和隔膜材料161
6.4.3 电化学活性微生物162
6.4.4 溶液因素162
6.5 微生物电化学与其他技术的耦合163
6.6 微生物电化学技术的应用166
6.6.1 微生物电化学技术在去除水中污染物中的应用166
6.6.2 土壤微生物产电技术及其潜在应用168
6.6.3 微生物燃料电池传感器172
参考文献172
第7 章 电化学膜分离技术175
7.1 离子传输及电化学膜分离技术的分类177
7.1.1 离子传输177
7.1.2 电化学膜分离技术的分类178
7.2 电渗析179
7.2.1 电渗析原理179
7.2.2 电渗析分类181
7.2.3 离子交换膜188
7.2.4 电渗析的影响因素和膜污染控制189
7.2.5 电渗析的应用191
7.2.6 电渗析与其他工艺组合处理高盐工业废水193
7.3 电吸附195
7.3.1 电吸附原理195
7.3.2 电吸附分类199
7.3.3 电吸附性能指标及工艺影响因素201
7.3.4 电吸附电极材料204
7.3.5 电吸附的优点及存在的问题211
7.4 电化学耦合膜生物反应器211
7.5 微生物电化学脱盐215
7.5.1 微生物电化学脱盐的原理215
7.5.2 微生物电化学脱盐技术的分类216
参考文献220
第8 章 光、超声、臭氧与电化学的耦合224
8.1 光电化学225
8.1.1 光电催化的原理225
8.1.2 光电催化反应器类型226
8.1.3 光电催化降解污染物的影响因素227
8.1.4 光电催化的应用229
8.1.5 光电催化复合系统231
8.2 超声电化学233
8.3 电场耦合臭氧氧化技术235
参考文献236
第9 章 电化学水处理技术的应用238
9.1 电化学消毒239
9.1.1 电化学消毒原理239
9.1.2 存在的问题与解决方法241
9.1.3 电化学杀菌灭藻实例242
9.2 电化学除垢243
9.2.1 电化学除垢机理243
9.2.2 电化学循环水处理系统245
9.2.3 电化学除垢存在的问题247
9.3 土壤修复247
9.3.1 土壤的电动修复247
9.3.2 电动-植物修复技术263
9.4 污泥脱水267
9.4.1 电渗透脱水原理267
9.4.2 电渗透脱水技术存在的问题及解决方案268
9.4.3 电动联合其他工艺对污泥脱水性能的影响268
参考文献270
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| 內容試閱：
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环境对人类健康和生存的影响极大，环境决定着人类的前途和命运。党的十九大报告提出，建设生态文明是中华民族永续发展的千年大计。而环境治理技术则是生态文明建设的重要环节和关键技术，因此加强环境电化学研究是建设生态文明的重要保证。
广义的环境电化学包括绿色化学工艺、清洁电化学能源、污染监测、污染消除与环境修复的电化学理论与技术。本书聚焦的是狭义的环境电化学，专指污染消除与环境修复的电化学理论与技术。目前，环境电化学类的书籍很少，而且国内尚没有系统介绍环境电化学基本概念、理论和技术的书籍。针对上述情况，童少平课题组编写了《环境电化学基础》教材。系统介绍了环境电化学领域的基础知识和国内外研究现状，同时评述了该领域所存在的问题、面临的挑战和解决策略。该书有利于环境电化学领域的广大读者更快速直接地了解该领域的学术内涵、技术成果和前沿动态。全书共9章。第1~2章概述了环境电化学及电化学技术的基础知识。第3~8章探讨了污染物处理的电化学与电化学耦合技术，包括电化学氧化与还原、电絮凝和电气浮、内电解、微生物电化学、电化学膜分离(电渗析、电吸附、电化学耦合膜生物反应器和微生物电化学脱盐)以及光、超声、臭氧与电化学的耦合技术等。第9章介绍了电化学水处理技术的实际应用，详细介绍了电化学水处理技术在消毒、除垢、土壤修复和污泥脱水中的应用。本书的特点是图文并茂，注重概念、原理、进展与应用，内容同时涵盖了电极材料开发、电化学反应器设计、电解反应条件优化、废水资源化与能源化等方面。
本书在编写过程中努力遵循“加强基础，趋向前沿，反映现代，注重交叉”的现代学科建设理念，力图展示环境电化学这一新兴交叉学科防治污染的理论基础、前景与魅力。本书可供环境科学与工程、化学工程与技术、材料科学与工程、市政工程等领域的管理人员和技术人员参考，也可作为高等院校相关专业的教材和教学参考书。对非电化学专业的学生或技术人员，若要进一步了解电化学基础知识，推荐学习《应用电化学基础》(谢德明、童少平、曹江林主编，化学工业出版社)。
本书的一些内容是课题组承担国家自然科学基金[电化学氧化降解有机污染物过程中聚合物膜的形成及防止措施(20406019)、臭氧协同下的电化学双极氧化技术(20876151)]、博士点基金[新型电化学高级氧化技术的研究(SRFDP-20070337001)]和浙江省自然科学基金[电化学-臭氧耦合氧化体系的研究(Y5080178)]的部分研究成果。教材中的部分研究成果荣获了2010年度中国石化技术发明奖一等奖(电氧化技术及其在工业废水处理中的应用)。此外，编写组也向参考文献的作者表示谢意。由于水平所限，书中难免有不足之处，欢迎读者批评指正。
本书由浙江工业大学童少平博士和谢德明博士、嘉兴市海盐县固体废物污染防治中心刘勇共同编写，其中童少平编写了第1、3、5、6、8章，谢德明编写了第2、4、9章，刘勇编写了第7章。中国科学院院士孙世刚教授在百忙之中为本书写了序言，在此特别感谢孙世刚院士的指导和大力支持。
编者
2025年5月
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