纳米二氧化钛与典型污染物界面交互作用

《纳米二氧化钛与典型污染物界面交互作用》聚焦纳米材料环境行为这一前沿领域，系统揭示纳米二氧化钛（n-TiO2）与重金属Cd2+、有机污染物四环素（TC）在正负电荷界面的交互作用机制。本书以多尺度研究为核心，通过微观机制解析、介观行为表征，首次对比了沸石、椰壳炭等负电荷表面与磁化高岭土正电荷表面的作用差异：在负电荷界面，n-TiO2与污染物呈拮抗效应，竞争吸附位点导致去除效率下降；在正电荷界面，n-TiO2通过静电引力促进重金属吸附，但有机污染物会削弱其稳定性。本书构建了“界面电荷-吸附构型”的跨尺度研究框架，量化了表面官能团的数量种类、溶液pH值等关键因子对多污染物共吸附效应的影响。该研究成果不仅深化了纳米材料环境效应的科学认知，更为工业废水处理、土壤修复等场景提供了“材料设计-工艺优化-风险管控”的全链条技术路径，可作为环境科学、材料科学及其交叉领域研究者的重要参考。

王腾，博士，长治学院副教授。

研究方向为污染物微观环境行为及固体废物资源化利用。

主持和参与国家级/省部级项目5项，主持相关企业课题6项。以第一/通讯作者发表国内外相关研究论文12篇，申请发明专利4项。

第1章 绪论

一、多污染物与环境界面

二、多污染物界面交互的复杂性

第2章 纳米材料概述

第一节 纳米材料的定义与分类

一、碳基纳米材料

二、金属及金属氧化物纳米材料

三、非金属纳米材料

四、半导体纳米材料

第二节 纳米材料的环境行为

一、纳米颗粒的特性及运用

二、纳米材料的环境效应

第3章 典型环境污染物与纳米材料的交互作用

第一节 典型无机污染物与纳米材料的交互作用

一、纳米材料与典型无机污染物的交互作用方式

二、交互作用对环境的影响和效应

三、研究现状与展望

第二节 典型有机污染物与纳米材料的交互作用

一、纳米材料与典型有机污染物的交互作用方式

二、交互作用对环境的影响和效应

三、研究现状与展望

第4章 纳米二氧化钛与典型污染物在负电荷表面的交互作用及机制

第一节 n-TiO2及Cd2+在负电荷黏土矿物表面的交互作用及机制

一、研究方案的设计

二、研究方法

三、研究结果与分析

第二节 n-TiO2及TC在负电荷黏土矿物表面的交互作用及机制

一、研究方案的设计

二、研究方法

三、研究结果与分析

第三节 n-TiO2及Cd2+在负电荷多孔介质表面的交互作用及机制

一、研究方案的设计

二、研究方法

三、研究结果与分析

第四节 n-TiO2及TC在负电荷多孔介质表面的交互作用及机制

一、研究方案的设计

二、研究方法

三、研究结果与分析

第5章 纳米二氧化钛与典型污染物在正电荷表面的交互作用及机制

第一节 n-TiO2及Cd2+在正电荷黏土矿物表面的交互作用及机制

一、研究方案的设计

二、研究方法

三、研究结果与分析

第二节 n-TiO2及TC在正电荷黏土矿物表面的交互作用及机制

一、研究方案的设计

二、研究方法

三、研究结果与分析

第6章 未来发展

第一节 研究背景与核心挑战

一、纳米二氧化钛环境应用的技术优势与全球治理需求

二、环境介质复杂性的多维度解析

三、现有研究范式的局限性分析

四、复杂性研究的方法论突破方向

第二节 基础研究深化：从微观机制到多尺度耦合

一、复杂环境下交互作用机制的深度解析

二、动态环境因子的时序性影响机制

三、机制解析的技术前沿与挑战

四、多尺度研究体系的构建与整合

五、环境风险评估与管理：从科学认知到政策实践

六、跨学科协同与人才培养：破解交叉领域研究瓶颈

参考文献