中国战略性新兴产业——新材料环境工程材料

该丛书为国内*部系统论述我国新材料发展战略的系统性科技系列著作；中国材料研究学会组织编写，各分册作者均为国内*专家；内容突出“新”字，即：当代新材料的新概念、新技术、新工艺、新成果、新应用、新趋势等，代表了全球新材料发展的主流。入选“‘十二五’国家重点出版物出版规划项目”，获2016年度国家出版基金资助。 

“中国战略性新兴产业——新材料”丛书是中国材料研究学会组织编写的，被新闻出版广电总局批准为“十二五”国家重点出版物出版规划项目，并获2016年度国家出版基金资助。丛书共16分册，涵盖了新型功能材料、高性能结构材料、高性能纤维复合材料等重点发展材料。本分册为《环境工程材料》。
针对人类所面临的物质型环境污染中固态环境(土壤污染退化、固体废弃物)问题、空气环境(车辆尾气、工业废气、气候变化)问题、水环境(水污染、水体退化、饮水安全)问题和能量型环境污染(光、电、热、波、辐射、噪声、振动等)问题以及人居健康舒适问题，本书全面系统地论述了人类为解决这些环境问题所采取的物理、化学和生物技术中所使用的新材料的概念、原理、制备、应用和发展趋势。
本书在编写过程中着重阐明材料的基本概念、原理和方法，并力求反映国内外在该领域中的新动向、新经验和新趋势，可供环境研究院所、高等院校、政府相关部门、厂矿企业等领域的人员参考，也可作为高校环境类专业本科高年级教材或研究生教材。

张增志，教授，博士生导师，全国优秀科技工作者，中国矿业大学(北京)生态功能材料研究所所长。长期从事生态功能材料的教学和科研工作。兼任中国材料研究学会常务理事、副秘书长，中国材料研究学会环境材料分会副主任委员，《中国材料进展》杂志编委，《中国新材料产业发展报告》编委，国家辞书编纂出版计划《材料大辞典·环境工程材料卷》主编，国家出版计划新版《中国大百科全书·环境材料卷》主编。以完成人身份获省部级以上科技成果奖、内蒙古林业科技贡献奖(五年评一次)、中国专利奖等9项，发表学术论文百余篇。

第1章绪论1

11环境1

12环境工程2

13环境工程材料3

14生态环境材料与环境工程材料3

15环境工程材料已发展成为一门独立的学科门类 4

第2章环境物理材料5

21环境吸附材料5

211活性炭8

212硅胶吸附剂13

213大孔吸附树脂16

214黏土类吸附剂18

215天然改性材料吸附剂29

22环境分离材料38

221颗粒滤料38

222纤维过滤材料41

223织物滤料43

224多孔过滤材料47

225分离膜50

第3章环境化学材料82

31环境化学转化材料82

311臭氧82

312高铁氧化剂83

313芬顿试剂84

32环境化学分离材料88

321单质液体吸收剂88

322单质固体吸收剂92

323离子液体吸收剂104

324环境离子交换剂107

325环境螯合剂115

326环境絮凝剂118

33环境催化材料146

331环境催化剂146

332常见的环境催化剂148

333环境能量辅助催化剂159

第4章环境生物材料179

41环境修复微生物179

411环境修复微生物类型179

412微生物催化酶181

413微生物载体材料184

414微生物对污染物的降解与转化185

42环境修复植物186

421萃取型植物189

422根际过滤型植物189

423固化型植物190

424根际圈生物192

425转化型植物192

426重金属修复植物193

427有机物污染修复植物197

43环境修复动物200

431原生动物200

432蚯蚓201

433其他动物202

第5章水处理材料204

51废水处理剂204

511化学处理剂204

512生物处理剂217

513物理处理剂234

52水体原位修复材料237

521水体吸油材料237

522水体富营养化修复材料238

第6章固态环境污染物治理材料241

61土壤污染治理材料241

611土壤生物降解催化材料241

612土壤化学淋洗剂243

613土壤重金属污染治理材料244

614吸氟植物250

615土壤有机污染治理材料250

616土壤农药残留治理材料258

62土地退化修复材料261

621土壤改良剂261

622荒漠化治理材料263

623缓控释材料 268

63固体废物处理材料270

631有机固体废物修复生物271

632固体废物浮选剂274

633垃圾处理材料276

634污泥调理剂284

第7章大气环境治理材料286

71除尘过滤材料286

711除尘过滤有机纤维材料287

712除尘过滤玻璃纤维287

713除尘多孔陶瓷材料287

714除尘过滤金属材料288

72汽车尾气净化材料288

721三效催化剂288

722柴油车尾气净化四效催化剂294

723尾气颗粒物过滤材料299

73工业废气治理材料302

731二氧化碳吸收材料303

732氮氧化物净化材料309

733二氧化硫净化材料332

734硫化氢吸收材料345

735羰基硫水解催化剂354

736氯(气)吸附材料354

737含氟废气吸收剂358

738汞吸收材料359

739恶臭气体吸附剂363

7310铅烟吸收剂368

7311有机蒸气净化材料372

7312卤素化合物分解催化剂375

环境工程材料
目录ⅹⅲ
第8章能量污染治理材料380

81光辐射治理材料380

811紫外线反射剂380

812防晒剂382

82抗静电材料386

821表面活性剂类抗静电剂391

822高分子永久型抗静电剂393

823无机填充抗静电材料394

824结构型导电高分子材料398

825抗静电塑料400

826抗静电织物402

827防静电涂料404

83抗热辐射材料405

831隔热材料405

832低辐射玻璃镀膜409

833隔热玻璃涂料411

834热岛效应缓解材料411

84噪声治理材料416

841吸声材料416

842隔声材料437

843阻性消声器451

85抗振动材料454

851隔振材料454

852减振阻尼材料455

86抗电磁波材料472

861电磁波屏蔽材料473

862电磁波吸收材料484

87放射性污染防护材料487

871X射线、γ射线与物质的相互作用488

872中子与物质的相互作用490

873X射线屏蔽材料491

874γ射线屏蔽材料491

875中子射线屏蔽材料492

第9章健康舒适材料495

91抗菌材料495

911天然抗菌剂495

912有机抗菌剂497

913无机抗菌剂500

914消毒剂516

92饮水净化材料518

921饮水净化活性炭518

922饮水净化光催化材料520

923饮水净化分离膜521

924饮水净化微孔陶瓷523

925饮水净化臭氧氧化剂525

93智能舒适玻璃528

931光致变色玻璃528

932热致变色玻璃531

933电致变色玻璃532

94调湿调温材料533

941导湿舒适纤维533

942室内调湿材料534

943相变调温纤维536

95室内空气净化材料537

951室内空气物理净化材料537

952室内空气化学净化材料538

953室内空气生物净化材料539

954室内空气微生物污染光催化净化材料540

参考文献542

环境工程材料是环境科学发展到一定阶段受役于环境工程技术而发展起来的新型功能性材料。长期以来，人们投入了大量的时间和精力研究了人类的环境问题，环境科学的发展使我们更加清晰地认识和了解了环境问题的本质对象。对于短期内依靠环境自身的修复、净化等自调节功能无法解决的问题，工程技术成为必然要选择的有效手段。环境工程技术是将物质、能量和信息有效或科学地输入到环境系统之中，使其与环境中原有的物质流、能量流和信息流发生融合、作用和整合,zui终使环境问题得以解决的工程手段。环境工程材料作为该物质或物质、能量、信息的载体越来越发挥着不可或缺的作用，并且已成为当今环境科学领域研究的热点。环境工程材料在解决环境问题的过程中作为环境“施加物”也带来了一系列新的环境科学命题，环境友好性、功能特性、物质流协调性、能量流协调性、界面效率、复杂结构传质、再生循环、智能化等物理、化学或生物问题都会呈现在科技工作者面前，需要科技工作者开展由环境工程材料而引发的新一轮环境科学的研究。环境工程材料的作用方式往往体现在分子水平上，作用机制属于微观过程，且这一过程又是在复杂体系的多元因素条件下发生的，这就对环境工程材料的科学性提出了更高的要求。经过近几十年的发展，环境工程材料已逐步发展成一个相对独立的学科门类，许多领域，如多孔材料、膜材、微生物材料、催化材料、抗菌材料等，由于研究的不断深入，已逐渐成为环境工程材料中一个个较为完善的分支学科体系。尽管环境工程材料的研究仍然有大量的科学问题和工程技术问题亟待解决，但是，这似乎更加需要我们对该材料门类从基本概念、原理上进行总结、整理和归纳。环境工程材料机制可以宏观地看作两个界面间的作用：一个是材料界面；另一个是环境界面。本书试图一方面从材料的角度出发论述环境工程材料的基本原理和发展趋势；另一方面，从环境的角度出发论述环境工程材料作用机理和发展趋势。全书从结构上可分为五部分，分别为环境工程材料的概念，物理、化学和生物作用的环境工程材料，固、液、气三相环境中物质污染治理的环境工程材料，能量型污染治理的环境工程材料和健康舒适新材料。按此结构，第1章阐述了环境工程材料的基本概念和发展过程；第2~4章系统地论述了具有物理作用、化学作用和生物作用的环境工程材料，包括这些材料的基本概念、基本原理、制备方法、功能特性和发展趋势；第5~7章分别涉及了应用于水、固态、大气环境中物质污染治理的环境工程材料，从材料的应用角度论述了这些材料的基本概念、基本原理、应用特点和发展趋势；第8章涉及能量污染治理材料，系统论述了专门用于光、电、热、波、辐射、噪声、振动等能量污染的治理材料和发展趋势；第9章论述了与人的生活质量和健康水准相关的健康舒适性材料及发展趋势。本书涉及的知识结构繁杂，覆盖面极广，科技成果量大，前沿研究分布广阔，因此，在著述过程中力图做到内容新、全，努力为读者提供一本基本概念和基本原理较为清楚、作用机理较为透彻、发展趋势和方向比较明确的环境工程材料类著作。本书在编写过程中参考了本书作者作为主编的“2013—2015年国家辞书编纂出版规划”项目《材料大辞典》（第二版20167）中245条环境工程材料词条。本书由张增志编著，武斌、彭艳阳、孙娜、吴广、苗棋凯、谷娜、张超杰、杜红梅、董珊珊为本书的资料检索、搜集、整理做出了突出贡献。本书在撰写过程中，国际材联主席韩雅芳教授、清华大学翁端教授、北京工业大学聂作仁院士、北京航空航天大学王天民教授、北京钢铁研究总院吴伯群教授、有色金属研究院石力开教授对本书中的概念修改和完善提出了许多宝贵意见，并对本书的撰写工作给予了大力支持，在此向以上专家学者和支持本书撰写的同志表示诚挚的感谢。本书能够顺利出版，得益于国家出版基金资助，以及中国铁道出版社的大力支持和帮助，在此一并致谢。由于新材料产业不断发展，书中难免存在一些不够完善或不妥之处，恳请各位同仁提出宝贵建议和意见。编著者2018年7月