本書從太陽光全光譜利用的角度出發(fā)，結(jié)合太陽能熱電化學(xué)過程兩場熱電耦合理論基礎(chǔ)，提出一種全新的綜合利用太陽能驅(qū)動化學(xué)反應(yīng)，建立了太陽能STEP光熱電多場耦合化學(xué)過程，并建立了太陽能STEP光電熱三場耦合降解廢水模式，高效利用了太陽光譜的全部能量進行有機廢水的處理。全書共7章，包括緒論、STEP理論及其研究進展、STEP有機廢水降解模型和理論分析、STEP兩場耦合有機廢水降解研究、用于STEP有機廢水降解的改性TiO2 NTs研究、STEP光電熱三場耦合有機廢水降解研究以及結(jié)論與展望。
本書理論與實踐相結(jié)合，可供環(huán)境科學(xué)及相關(guān)領(lǐng)域科研人員閱讀參考，也可供高等學(xué)校環(huán)境科學(xué)與工程及相關(guān)專業(yè)師生學(xué)習(xí)參考。
第1章 緒論1
1.1 能源利用與發(fā)展 1
1.1.1 能源利用的進程 1
1.1.2 能源利用的現(xiàn)狀 2
1.2 太陽能利用及研究進展 3
1.2.1 太陽能熱利用 4
1.2.2 太陽能電利用 6
1.2.3 太陽能光利用 9
1.3 中國可再生能源發(fā)展 12
1.3.1 發(fā)展障礙 12
1.3.2 發(fā)展戰(zhàn)略 13
1.3.3 發(fā)展政策 15
1.4 本章小結(jié) 16
第2章 STEP 理論及其研究進展17
2.1 STEP理論 17
2.1.1 STEP煉鐵 18
2.1.2 STEP制氫 20
2.1.3 STEP碳捕獲 21
2.1.4 STEP有機合成 23
2.1.5 STEP煤清潔轉(zhuǎn)化 24
2.2 有機廢水分類及處理方法 25
2.2.1 染料有機廢水 25
2.2.2 石油化工行業(yè)有機廢水 26
2.2.3 精細化工行業(yè)有機廢水 27
2.2.4 其他化工行業(yè)有機廢水 28
2.3 典型含SDBS有機廢水處理技術(shù)進展 29
2.3.1 物理法 30
2.3.2 化學(xué)法 31
2.3.3 生物法 33
2.4 典型含硝基苯有機廢水處理技術(shù)進展 33
2.4.1 物理法 34
2.4.2 化學(xué)法 35
2.4.3 生物法 37
2.5 中心材料對STEP過程影響 38
2.5.1 金屬陽極基體材料 39
2.5.2 光電薄膜陽極材料 40
2.5.3 碳基陽極材料 43
2.5.4 g-C3N4光催化材料 44
2.6 本章小結(jié) 52
第3章 STEP 有機廢水降解模型和理論分析54
3.1 STEP化學(xué)過程理論模型 54
3.2 STEP化學(xué)過程能量耦合 57
3.3 STEP有機廢水降解理論基礎(chǔ) 58
3.3.1 STEP有機廢水降解的理論分析 58
3.3.2 STEP有機廢水降解的熱力學(xué)分析 59
3.3.3 STEP-SDBS降解的熱力學(xué)分析 61
3.3.4 STEP-NB降解的熱力學(xué)分析 64
3.4 本章小結(jié) 66
第4章 STEP 兩場耦合有機廢水降解研究67
4.1 實驗部分 68
4.1.1 藥品與試劑 68
4.1.2 STEP降解有機廢水分析儀器 68
4.1.3 STEP降解有機廢水實驗裝置 69
4.1.4 g-C3N4制備及其改性 71
4.2 STEP熱-電兩場耦合SDBS降解 71
4.2.1 STEP降解SDBS循環(huán)伏安分析 71
4.2.2 STEP降解SDBS條件分析 74
4.2.3 STEP降解SDBS產(chǎn)物分析 78
4.2.4 STEP降解SDBS機理分析 81
4.2.5 STEP降解SDBS實際廢水 83
4.2.6 STEP降解SDBS戶外實驗 84
4.3 STEP熱-電兩場耦合硝基苯降解 86
4.3.1 STEP熱助循環(huán)伏安分析 86
4.3.2 電壓對硝基苯降解的影響 88
4.3.3 溫度對硝基苯降解的影響 90
4.3.4 STEP降解硝基苯產(chǎn)物分析 92
4.3.5 STEP降解硝基苯機理分析 96
4.4 STEP光-熱兩場耦合硝基苯降解 97
4.4.1 結(jié)構(gòu)形貌和性質(zhì)分析 97
4.4.2 溫度硝基苯降解的影響 99
4.4.3 機理分析 100
4.4.4 戶外實驗 103
4.5 適配STEP熱-電耦合過程In-situTEC-MRA 105
4.5.1 In-situTEC-MRA設(shè)計構(gòu)建 106
4.5.2 In-situTEC-MRA原位檢測 107
4.5.3 能量分析 112
4.5.4 動力學(xué)和機理分析 116
4.6 本章小結(jié) 119
第5章 用于STEP 有機廢水降解的改性TiO2 NTs 研究121
5.1 實驗部分 122
5.1.1 藥品與試劑 122
5.1.2 一次陽極氧化TiO2NTs制備 123
5.1.3 二次陽極氧化TiO2NTs制備 124
5.1.4 二次陽極氧化TiO2NTs改性 125
5.1.5 TiO2NTs光催化性能表征 127
5.2 TiO2NTs結(jié)構(gòu)改性 129
5.2.1 TiO2NTs納米管形貌 129
5.2.2 液相光催化實驗 133
5.2.3 氣相光催化實驗 135
5.3 二次陽極氧化TiO2NTs貴金屬負載改性 137
5.3.1 NMNs/二次陽極氧化TiO2NTs形貌 138
5.3.2 NMNs/二次陽極氧化TiO2NTs光催化性能 139
5.3.3 NMNs/二次陽極氧化TiO2NTs光催化機理 142
5.4 二次陽極氧化TiO2NTs鐵離子負載改性 143
5.4.1 Fe3+/二次陽極氧化TiO2NTs形貌 143
5.4.2 Fe3+/TiO2NTs結(jié)構(gòu)分析 143
5.4.3 Fe3+/TiO2NTs光催化性能 146
5.4.4 Fe3+/TiO2NTs光催化降解硝基苯 148
5.5 二次陽極氧化TiO2NTs非金屬負載改性 152
5.5.1 E-carbon/二次陽極氧化TiO2NTs形貌 152
5.5.2 E-carbon/二次陽極氧化TiO2NTs光催化性能 155
5.5.3 E-carbon/二次陽極氧化TiO2NTs光催化機理 163
5.6 本章小結(jié) 164
第6章 STEP 光-電-熱三場耦合有機廢水降解研究166
6.1 實驗部分 166
6.1.1 STEP光-電-熱三場耦合硝基苯降解條件 166
6.1.2 STEP光-電-熱三場耦合硝基苯降解裝置 167
6.2 結(jié)果與討論 168
6.2.1 STEP光-電-熱三場耦合有機廢水降解模型 168
6.2.2 STEP光-電-熱三場耦合有機廢水降解結(jié)果與分析 172
6.2.3 STEP光-電-熱三場耦合有機廢水降解機理研究 175
6.3 本章小結(jié) 178
第7章 結(jié)論與展望179
7.1 主要結(jié)論 179
7.2 未來展望 181
參考文獻184
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