Photoreactive Nano-composite for Membrane Filtration pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:VDM Verlag Dr. Müller

作者:Yuan Yao

出品人:

页数:140

译者:

出版时间:2010-3-12

价格:USD 81.00

装帧:Paperback

isbn号码:9783639243734

丛书系列:

图书标签:

• 纳米复合材料
• 膜过滤
• 光反应
• 水处理
• 材料科学
• 环境工程
• 膜技术
• 光催化
• 污染物去除
• 分离技术

净水新篇章：光响应纳米复合材料在膜过滤领域的应用探索 水，是生命之源，也是现代社会发展不可或缺的宝贵资源。随着全球人口增长和工业化进程的加速，水资源的污染与短缺问题日益严峻，迫切需要创新的解决方案来提高水处理效率和质量。传统的膜过滤技术在应对日益复杂的污染物时，面临着堵塞、清洗困难以及能耗高等挑战。而将尖端纳米技术与材料科学相结合，开发出具有特殊功能的新型材料，则为突破这些瓶颈带来了曙光。 本书将深入探讨一种极具潜力的创新材料——光响应纳米复合材料——在先进膜过滤领域的应用前景。我们并非聚焦于任何单一的、具体的研究成果或现有产品，而是着眼于该类材料在理论设计、性能调控以及面向未来膜过滤技术的潜在变革性影响。本书旨在为研究人员、工程师以及对水处理技术发展趋势感兴趣的读者，提供一个全面而深入的理论框架和技术展望。 第一部分：光响应纳米复合材料的基础理论与设计原理 我们将从材料科学的基石出发，系统介绍光响应纳米复合材料的核心概念。这部分内容将深入解析“光响应性”的本质，探讨不同类型的光敏基元（如光致变色材料、光致发光材料、光热转换材料等）如何与纳米材料（如量子点、金属纳米颗粒、碳纳米管、二维材料等）进行巧妙结合，构建出具有协同效应的复合体系。 光响应机理的解析： 详细阐述各种光响应机制，例如： 光致变色： 分子结构在光照下发生可逆或不可逆变化，进而影响材料的宏观性质。 光热转换： 材料吸收光能并将其高效转化为热能，用于驱动物理或化学过程。 光催化： 材料在光照下产生具有氧化还原活性的物种，用于降解污染物。 光致发光： 材料吸收光后发射特定波长的光，可能用于指示或触发其他反应。 纳米复合材料的设计策略： 探讨如何通过精确控制纳米组分的尺寸、形貌、分散状态以及界面耦合，来优化光响应性和复合材料的整体性能。我们将关注： 纳米结构的设计： 从零维、一维到二维及三维纳米结构，如何影响光吸收、载流子传输和催化活性。 界面工程： 纳米组分与基体材料之间的界面性质对能量转移、电子转移以及催化效率的关键作用。 功能化与修饰： 通过化学接枝、表面修饰等手段，赋予纳米复合材料特定的亲疏水性、选择性吸附能力或生物相容性。 第二部分：光响应纳米复合材料在膜过滤过程中的功能实现 本部分将聚焦于这些精心设计的纳米复合材料如何被引入到膜过滤技术中，并赋予膜材料全新的功能。我们将着眼于理论上的功能实现，而非具体产品的参数。 自清洁膜： 探讨如何利用光响应材料的“自清洁”特性，有效解决膜污染问题。 光热效应驱动的污染物脱附： 光照诱导的局部温升，可以有效地破坏吸附在膜表面的污染物与膜之间的粘附力，促使污染物脱落。 光催化降解附着物： 利用光催化活性，直接将吸附在膜表面的有机污染物分解为无害的小分子，从源头上解决膜污染。 光致变色引发的膜结构可控变化： 某些光响应材料在光照下可以改变其构象或亲疏水性，从而在宏观上影响膜的孔径或表面性质，帮助实现污染物的高效脱附。 智能响应型膜： 介绍如何构建能够根据光照条件智能调控过滤性能的膜材料。 光调控孔径的膜： 设计能够在外加光照下改变其孔径的膜材料，从而实现对不同尺寸污染物或溶质的选择性分离。例如，光响应聚合物可以通过光照诱导的溶胀或收缩来改变膜的平均孔径。 光开关型膜： 制造在光照下能够实现“开”或“关”过滤功能的膜，从而实现对特定物质的动态控制。 增强型分离膜： 探讨光响应纳米复合材料如何提升膜的分离效率和选择性。 提高水通量： 通过优化膜的亲水性或降低膜的表面能，减少水的渗透阻力。 增强污染物截留能力： 将具有特定吸附能力的纳米组分集成到膜中，能够有效吸附和截留目标污染物。 协同分离机制： 结合多种分离机制，例如，利用光催化同时降解污染物并降低膜污染，提高整体分离效果。 第三部分：未来展望与挑战 本部分将勾勒出光响应纳米复合材料在膜过滤领域未来的发展方向，并冷静分析当前面临的挑战。 多功能集成： 展望将光响应性与抗菌性、传感性、能量收集等多种功能集于一体的智能膜材料。 大规模制备与成本效益： 探讨如何实现光响应纳米复合材料的经济高效的大规模制备，以满足实际工程应用的需求。 长期稳定性与环境兼容性： 评估材料在长期使用过程中的稳定性和潜在的环境影响，确保其可持续性。 标准化与产业化： 提出实现该技术从实验室走向产业化的关键步骤和可能遇到的瓶颈。 理论模拟与实验验证的协同： 强调计算模拟在材料设计和性能预测中的重要作用，以及与实验验证相结合的重要性。 本书并非一本操作手册，而是一个关于前沿科学思想的探索之旅。我们致力于提供一个清晰的理论框架，激发读者对光响应纳米复合材料在膜过滤领域无限可能性的思考，并为未来的研究和技术创新奠定坚实的理论基础。希望本书能够成为相关领域研究者们的重要参考，共同推动水处理技术迈向更智能、更高效、更可持续的未来。

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