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第1章 功能材料设计基础 1

1.1材料设计的基本概念 1

1.1.1材料设计 1

1.1.2材料设计的范围和层次 2

1.2材料设计的发展 3

1.3材料科学基础知识 5

1.3.1材料科学发展概述 5

1.3.2材料的物质结构基础 6

1.3.3材料的晶体学结构基础 13

1.4材料设计方法 16

1.4.1材料设计的数据库技术 16

1.4.2人工智能专家系统 18

1.4.3计算机模拟技术用于材料设计 20

1.4.4量子化学与材料设计 20

1.5环境功能材料及设计 22

1.5.1环境问题与环境功能材料 22

1.5.2环境功能材料的分类 23

2.2水污染净化材料 25

2.2.1氧化还原材料 25

第2章 环境污染净化用材料 25

2.1简介 25

2.2.2悬浮物质分离材料 32

2.2.3沉淀分离材料 39

2.2.4膜分离材料 41

2.3大气污染净化材料 45

2.3.1吸附剂 45

2.3.2吸收液 48

2.4噪声污染控制材料 48

2.4.1吸声材料 48

2.4.3阻尼降噪材料 52

2.4.2隔声材料 52

参考文献 54

第3章 高效电催化电极材料 56

3.1电化学及其在污染治理中的应用 56

3.2电催化电极的研究与应用现状 58

3.2.1电极 58

3.2.2电催化电极在环境工程领域的研究现状 59

3.3电极的结构与电催化性能 60

3.3.1电极对电化学过程的影响 60

3.3.2电催化及电催化电极 62

3.3.3半导体电化学基础 70

3.3.4电极结构与难降解有机物的电催化降解 80

3.4.1电催化电极的组成及结构 89

3.4电催化电极的设计与制备 89

3.4.2电催化电极的制备 91

参考文献 94

第4章 用于污染物去除的功能催化剂材料 96

4.1高级氧化及意义 96

4.2半导体光催化氧化功能催化剂的设计与制备 96

4.2.1半导体光催化基础理论知识 97

4.2.2纳米半导体光催化材料的特性、制备和表征 103

4.2.3半导体光催化技术在环境中的应用 109

4.2.5半导体光催化技术的问题与展望 111

4.2.4半导体光催化材料的固定化 111

4.2.6可见光光催化氧化 112

4.3用于湿式氧化技术的功能催化剂的设计与制备 115

4.3.1湿式氧化用催化剂 115

4.3.2湿式氧化催化剂的分类 116

4.3.3湿式氧化催化剂的设计 121

4.3.4湿式氧化用催化剂的制备 126

4.3.5湿式氧化催化剂的应用 130

参考文献 131

5.1.1电磁波谱 139

第5章 电磁污染控制材料 139

5.1电磁波谱及危害简介 139

5.1.2电磁波对人体的危害 140

5.1.3电磁辐射的其他危害 142

5.2电磁波屏蔽材料 142

5.2.1电磁屏蔽机理 143

5.2.2电磁屏蔽材料 145

5.3电磁波吸收原理及吸收材料 151

5.3.1电磁波吸收原理 151

5.3.2电磁波吸收材料 152

5.4.1X（γ）射线防护材料的屏蔽原理 155

5.4X（γ）射线防护材料的设计及制备 155

5.4.2对X（γ）射线防护材料的要求与确定 157

5.4.3X（γ）射线防护材料及其制备 158

5.5紫外辐射及控制 160

5.5.1紫外辐射的危害 160

5.5.2紫外辐射控制材料 161

5.6红外辐射及控制 164

5.6.1红外辐射控制原理 164

5.6.2红外辐射控制材料 164

5.7.2电子仪器保护 166

5.7电磁污染控制材料的应用 166

5.7.1军用 166

5.7.3个人防护 167

参考文献 167

第6章 多功能环境修复材料——高吸水树脂 169

6.1概述 169

6.1.1高吸水树脂的发展 169

6.1.2高吸水树脂的种类 169

6.2.1高吸水树脂的吸水原理及吸水性能 170

6.2高吸水树脂的性能 170

6.2.2高吸水树脂的保水原理和保水性能 174

6.2.3高吸水树脂水凝胶的体积相变性能 176

6.2.4高吸水树脂水凝胶的其他性能 176

6.3高吸水树脂的制备 177

6.3.1高吸水树脂的传统合成方法概述 177

6.3.2高吸水树脂的微波辐射合成 178

6.4高吸水树脂在环境保护中的应用 181

6.4.1荒漠化治理 181

6.4.2降低化肥农药淋失率 182

6.4.4吸附重金属 183

6.4.3有机物与水的分离 183

6.4.5防尘 184

参考文献 184

第7章 新型环境替代材料 187

7.1氟氯烃制冷剂的更新替代 187

7.1.1氟氯烃制冷剂及臭氧层破坏 187

7.1.2CFC的替代 187

7.2无磷洗涤剂的开发与应用 190

7.2.1洗涤剂与环境 190

7.2.2洗涤剂的原理 191

7.2.3无磷洗涤剂 192

7.3石棉替代材料 194

7.3.1石棉及石棉的危害 194

7.3.2石棉替代材料 195

7.4绿色包装材料的设计与加工 198

7.4.1绿色包装材料的设计 198

7.4.2绿色包装材料的加工处理技术 199

7.4.3绿色包装材料的开发和应用 201

7.5生物可降解塑料的研制与开发 204

7.5.1塑料与生态环境 204

7.5.3生物降解塑料的分类 205

7.5.2生物降解塑料的降解机理和特点 205

7.5.4生物降解材料的研究开发现状 208

7.5.5可降解塑料的应用趋势 208

7.6生态建材 209

7.6.1建材与环境 209

7.6.2绿色建材的基本特征 210

7.6.3建材工业发展的主要趋势 210

7.6.4生态水泥和生态混凝土 211

7.6.5建筑装饰材料 213

参考文献 216

第8章 能源技术与功能材料 217

8.1太阳能电池用功能材料 217

8.1.1光电动势原理 217

8.1.2光电池的特征值 217

8.1.3光电动势材料 218

8.1.4最新的太阳能电池消息 221

8.1.5太阳能电池的发展趋势 222

8.2燃料电池用功能材料 222

8.2.1质子交换膜燃料电池用功能材料 223

8.2.2固体氧化物燃料电池用功能材料 226

8.2.3熔融碳酸盐燃料电池用功能材料 230

8.3极压抗磨材料与节能降耗 231

8.3.1摩擦金属表面的结构 232

8.3.2摩擦化学反应 232

8.3.3减磨抗磨的方法 232

8.3.4润滑油及润滑油添加剂 233

8.3.5极压抗磨添加剂 235

8.3.6表面修饰稀土化合物极压抗磨添加剂的制备 239

参考文献 241

第9章 具有环境协调性的功能材料的设计与制备 245

9.1材料与资源和环境的关系 245

9.2.2环境材料的研究内容 246

9.2环境材料的基本概念 246

9.2.1环境材料的概念 246

9.3材料的环境影响评价方法与标准 248

9.3.1环境影响评价的必要性 248

9.3.2环境影响评价的概念 249

9.3.3环境影响评价过程 250

9.4环境友好材料设计与生产 250

9.4.1材料行业的可持续发展的基本思想 250

9.4.2环境材料的设计与生产技术 252

参考文献 258