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第1章 催化与环境 1

1.1 催化和环境的关系 1

1.2 环境催化的定义、研究对象和任务 2

1.2.1 环境催化的定义 2

1.2.2 环境催化的研究对象和任务 2

参考文献 5

第2章 环境催化基础及其研究方法 6

2.1 概述 6

2.2 催化作用和环境催化 6

2.2.1 催化和环境催化的基本概念 6

2.2.2 催化剂的组成 13

2.2.3 催化剂常用制备方法 16

2.3 催化剂的表征和研究方法 20

2.3.1 基于吸附理论的催化剂常用表征方法 20

2.3.2 基于光谱和能谱的催化剂常用表征方法 28

2.3.3 催化剂的活性评价和催化反应器 47

2.4 环境催化的特殊性及其研究方法 51

2.4.1 环境催化的特殊性 51

2.4.2 满足环境催化特殊性的研究方法 53

2.5 结语 65

参考文献 65

第3章 移动源燃烧排放的多相催化净化 70

3.1 概述 70

3.2 汽油车尾气催化净化 73

3.2.1 汽油车尾气排放特点 74

3.2.2 汽油车排放污染物催化净化反应原理 76

3.2.3 催化转化器 77

3.2.4 汽油车排放污染控制三效催化剂的研究现状和发展 81

3.2.5 新的超低排放催化净化技术和三效催化技术发展趋势 96

3.3 柴油机和稀燃汽油机尾气催化净化 101

3.3.1 柴油机和稀燃汽油机尾气后处理的必要性 101

3.3.2 催化分解氮氧化物 103

3.3.3 储存-还原氮氧化物 105

3.3.4 选择性催化还原氮氧化物技术 122

3.3.5 氧化催化剂和柴油机颗粒物削减技术 144

3.3.6 柴油机氮氧化物和颗粒物组合净化四效催化剂 148

3.4 清洁燃料车尾气催化净化 150

3.4.1 CNG汽车尾气催化净化方法 151

3.4.2 含氧燃料汽车尾气催化净化方法 167

参考文献 169

第4章 固定源燃烧排放的催化净化 189

4.1 概述 189

4.2 烟气选择性催化还原脱硝原理和技术 191

4.2.1 选择性催化还原的工作原理 193

4.2.2 选择性催化还原催化剂 194

4.2.3 选择性催化还原催化反应机理 211

4.2.4 选择性催化还原反应的动力学 213

4.2.5 选择性催化还原系统及应用 214

4.3 烟气催化脱硫 234

4.3.1 二氧化硫的催化氧化 234

4.3.2 二氧化硫的催化还原 240

4.4 同时催化脱硫脱硝技术 248

4.4.1 催化氧化二氧化硫同时还原氮氧化物 248

4.4.2 同时催化氧化氮氧化物和二氧化硫 252

4.4.3 同时催化还原氮氧化物和二氧化硫 253

参考文献 256

第5章 挥发性有机化合物和天然气的催化燃烧 266

5.1 挥发性有机化合物催化燃烧 266

5.1.1 概述 266

5.1.2 VOCs催化燃烧 268

5.1.3 VOCs催化燃烧工艺技术现状和发展 274

5.1.4 VOCs排放控制技术未来发展趋势 277

5.2 天然气催化燃烧及其工业应用技术 277

5.2.1 天然气催化燃烧催化剂研究现状和进展 277

5.2.2 贵金属催化燃烧催化剂 279

5.2.3 非贵金属催化剂 284

5.2.4 天然气催化燃烧工业应用技术研究现状和发展趋势 294

5.3 结语 307

参考文献 307

第6章 室内空气催化净化 319

6.1 概述 319

6.2 室内空气光催化净化 320

6.2.1 光催化原理 320

6.2.2 光催化剂 324

6.2.3 光催化反应器结构 328

6.2.4 光催化活性的影响因素 330

6.2.5 光催化净化室内污染物 332

6.2.6 光催化室内空气净化技术的未来 340

6.3 室内空气常温催化净化 341

6.3.1 常温催化净化室内一氧化碳 341

6.3.2 常温催化净化室内甲醛和VOCs 352

6.3.3 低温等离子体协同催化技术 361

6.3.4 常温催化净化室内微生物 369

参考文献 373

第7章 水处理过程中的多相催化 384

7.1 概述 384

7.2 光催化水处理技术 384

7.2.1 二氧化钛光催化技术在水处理方面的应用 385

7.2.2 多相光催化与生物氧化工艺组合处理有机物废水 386

7.2.3 多相光催化消除水中病原微生物的研究 389

7.2.4 二氧化钛光催化剂的固定化 397

7.2.5 多相光催化技术的未来发展方向 401

7.3 绿色催化新工艺——芬顿技术的发展及应用 402

7.3.1 均相芬顿反应的发展 402

7.3.2 多相芬顿催化氧化技术的发展 410

7.4 臭氧催化氧化水处理技术 425

7.4.1 臭氧在水处理中的应用 425

7.4.2 多相催化臭氧化催化剂的研究进展 427

7.4.3 多相催化臭氧化机理 432

7.4.4 结论和展望 435

7.5 湿式催化氧化技术 436

7.5.1 湿式催化氧化技术的发展 436

7.5.2 催化剂的研究现状 437

7.5.3 在实际工业废水处理中的应用 439

7.5.4 前景与展望 443

7.6 双金属催化剂催化去除水中硝酸盐 443

7.6.1 双金属催化还原硝酸根的原理 444

7.6.2 反应动力学及反应机理 445

7.6.3 双金属催化还原硝酸根的影响因素 446

7.6.4 双金属催化还原技术的应用展望 456

参考文献 457

第8章 温室气体和臭氧层消耗物质的催化转化 475

8.1 甲烷二氧化碳催化重整 475

8.1.1 甲烷二氧化碳重整反应的热力学 475

8.1.2 催化剂体系 476

8.1.3 甲烷二氧化碳重整反应的动力学 480

8.1.4 反应机理 482

8.1.5 催化剂的失活和对策 484

8.1.6 甲烷和二氧化碳的活化 491

8.2 氧化亚氮的催化消除 492

8.2.1 氧化亚氮的来源、危害和消除对策 492

8.2.2 氧化亚氮直接催化分解反应及反应机理 495

8.2.3 氧化亚氮的催化分解催化剂 496

8.2.4 氧化亚氮的催化分解工业应用展望 514

8.3 氯氟烃的无害化 514

8.3.1 氯氟烃的来源、危害和消除对策 514

8.3.2 氯氟烃的热催化分解 516

8.3.3 氯氟烃的光催化分解 519

8.3.4 氯氟烃的催化氢化脱氯无害化 520

8.4 羰基硫的催化水解和氧化 525

8.4.1 羰基硫的环境效应 525

8.4.2 羰基硫的催化水解和氧化 526

参考文献 533

第9章 大气层中的环境催化过程 556

9.1 概述 556

9.1.1 大气层作为光和热反应器的特点 556

9.1.2 非均相大气化学 558

9.1.3 大气颗粒物 563

9.2 非均相大气化学研究方法 572

9.2.1 外场观测方法 572

9.2.2 实验室研究方法 575

9.2.3 模式研究方法 583

9.3 大气层中的非均相光催化 585

9.3.1 土壤表面的非均相光催化 585

9.3.2 大气颗粒物表面的非均相光催化 589

9.4 大气层中的热催化 594

9.4.1 大气颗粒物表面与臭氧耗损相关的催化反应 594

9.4.2 氮氧化物在大气颗粒物表面的非均相反应 602

9.4.3 硫化物在大气颗粒物表面的非均相反应 608

9.4.4 常见有机化合物在大气颗粒物表面的非均相反应 617

参考文献 630