本书根据作者所在课题组近年来在石墨烯材料环境应用方面的研究成果,结合国内外新的科研进展编写而成。从石墨烯及其衍生物的结构和性能出发,介绍了石墨烯材料在水处理、土壤治理、气体探测和空气净化等领域的应用,对石墨烯基环境材料的发展趋势及应用进行了展望。
本书尽可能使用较为通俗易懂的语言进行讲述,以达到深入浅出的效果。本书既有基础理论的介绍,也有专业应用技术的总结。本书不仅可作为材料与纳米科技等专业研究人员的参考书,也适用于对石墨烯材料感兴趣的非专业读者。

第1章 石墨烯基水处理膜
1.1 石墨烯膜和多孔石墨烯膜
1.1.1 石墨烯膜
1.1.2 多孔石墨烯膜的理论计算
1.1.3 多孔石墨烯膜的实验研究
1.2 氧化石墨烯膜的制备
1.2.1 滴涂法
1.2.2 旋涂法
1.2.3 喷涂法
1.2.4 刮涂法
1.2.5 真空抽滤法
1.2.6 高压辅助沉积法
1.3 氧化石墨烯膜的传质特性
1.3.1 水和离子传输性质
1.3.2 传质机理
1.3.3 水环境中的稳定性
1.4 氧化石墨烯膜孔结构的调控
1.4.1 交联
1.4.2 还原
1.4.3 成膜工艺
1.4.4 测试条件
1.4.5 电控
1.4.6 其他方法
1.5 氧化石墨烯基复合膜
1.5.1 碳纳米管
1.5.2 石墨烯
1.5.3 其他二维材料
1.5.4 纳米纤维
1.5.5 纳米颗粒
参考文献
第2章 氧化石墨烯添加改性高分子膜
2.1 高分子膜概述
2.1.1 高分子膜的分类
2.1.2 高分子膜的结构和制备
2.1.3 高分子膜的性能评价指标
2.1.4 高分子膜存在的问题及改性方法
2.2 氧化石墨烯添加改性反渗透膜
2.2.1 GO
2.2.2 GO量子点
2.2.3 GO与其他纳米材料的复合物
2.3 氧化石墨烯添加改性纳滤膜
2.3.1 水相分散
2.3.2 油相分散
2.3.3 压力辅助
2.4 氧化石墨烯添加改性超滤膜
2.4.1 纤维素膜
2.4.2 聚砜膜
参考文献
第3章 氧化石墨烯表面涂层
3.1 界面相互作用
3.1.1 物理相互作用
3.1.2 静电相互作用
3.1.3 共价键相互作用
3.2 抗污染性能
3.2.1 抗生物污染
3.2.2 抗有机污染
3.3 抗氯性能
3.3.1 膜氯化的概念、机理和影响
3.3.2 氧化石墨烯涂层提高膜抗氯性能的机制
3.4 膜过滤性能
3.4.1 降低膜通量
3.4.2 保持膜通量
3.4.3 提高膜通量和截留率
参考文献
第4章 氧化石墨烯对植物生长的影响
4.1 纳米颗粒和CNT 对植物生长的作用
4.1.1 氧化物纳米颗粒对植物生长的作用
4.1.2 金属纳米颗粒对植物生长的作用
4.1.3 CNT 对植物生长的作用
4.2 氧化石墨烯在水培条件下对植物生长的作用
4.3 氧化石墨烯在土培条件下对植物生长的作用
4.4 石墨烯在缓控释化肥方面的应用
4.4.1 氧化石墨烯基常量元素缓释化肥
4.4.2 氧化石墨烯基微量元素缓释化肥
参考文献
第5章 氧化石墨烯对环境中重金属的作用
5.1 水体中GO对金属的作用
5.1.1 GO吸附性能的研究方法
5.1.2 GO在溶液中对金属的吸附能力及吸附机制
5.1.3 金属对水体中GO的絮凝作用
5.2 GO 对植物吸收金属的影响
5.2.1 水培条件下GO对植物吸收金属的影响
5.2.2 土培条件下GO对重金属形态分布及植物吸收重金属的影响
参考文献
第6章 氧化石墨烯的杀菌性能及其应用
6.1 氧化石墨烯的杀菌性能
6.1.1 影响因素
6.1.2 杀菌机制
6.2 氧化石墨烯对土壤中微生物群落的影响
6.3 氧化石墨烯在植物抗病领域的应用
参考文献
第7章 石墨烯基材料的气体探测
7.1 气体传感器简介
7.2 石墨烯的特性
7.3 石墨烯基气体传感器的研究进展
7.3.1 本征石墨烯基气体传感器
7.3.2 缺陷和功能化石墨烯基气体传感器
参考文献
第8章 石墨烯基材料的颗粒物过滤
8.1 过滤的基本概念
8.1.1 气溶胶颗粒
8.1.2 扩散效率
8.1.3 拦截效率
8.1.4 碰撞效率
8.1.5 静电效应
8.1.6 重力沉降
8.1.7 纳米颗粒和热回弹纳米颗粒的潜力
8.1.8 具穿透力的颗粒大小
8.1.9 膜和毛细管孔过滤效率
8.1.10 压降
8.1.11 加载效果
8.2 常见过滤器的类型
8.2.1 气溶胶测量过滤器
8.2.2 纤维过滤器
8.2.3 膜过滤器
8.2.4 毛细管孔隙过滤器
8.2.5 其他过滤器
8.3 空气过滤器
8.4 过滤理论
8.4.1 空气过滤材料的工作原理
8.4.2 过滤材料的性能指标
8.5 静电纺丝
8.5.1 静电纺丝原理
8.5.2 静电纺丝过程
8.6 GO纳米纤维滤膜
8.6.1 GO的基本特性
8.6.2 高效率、低阻力串珠结构的GO/聚丙烯腈复合材料
参考文献
第9章 石墨烯在个体防护领域的应用
9.1 石墨烯口罩
9.2 石墨烯针织物品
9.2.1 紫外防护织物
9.2.2 疏水织物
9.2.3 导热织物和阻燃织物
9.2.4 光催化织物和抗菌织物
参考文献
第十章 石墨烯材料的环保应用展望
10.1 水处理
10.2 土壤治理
10.3 空气治理
索引