本书从太阳光全光谱利用的角度出发，结合太阳能热电化学过程两场热电耦合理论基础，提出一种全新的综合利用太阳能驱动化学反应，建立了太阳能STEP光热电多场耦合化学过程，并建立了太阳能STEP光电热三场耦合降解废水模式，高效利用了太阳光谱的全部能量进行有机废水的处理。全书共7章，包括绪论、STEP理论及其研究进展、STEP有机废水降解模型和理论分析、STEP两场耦合有机废水降解研究、用于STEP有机废水降解的改性TiO2 NTs研究、STEP光电热三场耦合有机废水降解研究以及结论与展望。
本书理论与实践相结合，可供环境科学及相关领域科研人员阅读参考，也可供高等学校环境科学与工程及相关专业师生学习参考。
第1章 绪论1
1.1 能源利用与发展 1
1.1.1 能源利用的进程 1
1.1.2 能源利用的现状 2
1.2 太阳能利用及研究进展 3
1.2.1 太阳能热利用 4
1.2.2 太阳能电利用 6
1.2.3 太阳能光利用 9
1.3 中国可再生能源发展 12
1.3.1 发展障碍 12
1.3.2 发展战略 13
1.3.3 发展政策 15
1.4 本章小结 16
第2章 STEP 理论及其研究进展17
2.1 STEP理论 17
2.1.1 STEP炼铁 18
2.1.2 STEP制氢 20
2.1.3 STEP碳捕获 21
2.1.4 STEP有机合成 23
2.1.5 STEP煤清洁转化 24
2.2 有机废水分类及处理方法 25
2.2.1 染料有机废水 25
2.2.2 石油化工行业有机废水 26
2.2.3 精细化工行业有机废水 27
2.2.4 其他化工行业有机废水 28
2.3 典型含SDBS有机废水处理技术进展 29
2.3.1 物理法 30
2.3.2 化学法 31
2.3.3 生物法 33
2.4 典型含硝基苯有机废水处理技术进展 33
2.4.1 物理法 34
2.4.2 化学法 35
2.4.3 生物法 37
2.5 中心材料对STEP过程影响 38
2.5.1 金属阳极基体材料 39
2.5.2 光电薄膜阳极材料 40
2.5.3 碳基阳极材料 43
2.5.4 g-C3N4光催化材料 44
2.6 本章小结 52
第3章 STEP 有机废水降解模型和理论分析54
3.1 STEP化学过程理论模型 54
3.2 STEP化学过程能量耦合 57
3.3 STEP有机废水降解理论基础 58
3.3.1 STEP有机废水降解的理论分析 58
3.3.2 STEP有机废水降解的热力学分析 59
3.3.3 STEP-SDBS降解的热力学分析 61
3.3.4 STEP-NB降解的热力学分析 64
3.4 本章小结 66
第4章 STEP 两场耦合有机废水降解研究67
4.1 实验部分 68
4.1.1 药品与试剂 68
4.1.2 STEP降解有机废水分析仪器 68
4.1.3 STEP降解有机废水实验装置 69
4.1.4 g-C3N4制备及其改性 71
4.2 STEP热-电两场耦合SDBS降解 71
4.2.1 STEP降解SDBS循环伏安分析 71
4.2.2 STEP降解SDBS条件分析 74
4.2.3 STEP降解SDBS产物分析 78
4.2.4 STEP降解SDBS机理分析 81
4.2.5 STEP降解SDBS实际废水 83
4.2.6 STEP降解SDBS户外实验 84
4.3 STEP热-电两场耦合硝基苯降解 86
4.3.1 STEP热助循环伏安分析 86
4.3.2 电压对硝基苯降解的影响 88
4.3.3 温度对硝基苯降解的影响 90
4.3.4 STEP降解硝基苯产物分析 92
4.3.5 STEP降解硝基苯机理分析 96
4.4 STEP光-热两场耦合硝基苯降解 97
4.4.1 结构形貌和性质分析 97
4.4.2 温度硝基苯降解的影响 99
4.4.3 机理分析 100
4.4.4 户外实验 103
4.5 适配STEP热-电耦合过程In-situTEC-MRA 105
4.5.1 In-situTEC-MRA设计构建 106
4.5.2 In-situTEC-MRA原位检测 107
4.5.3 能量分析 112
4.5.4 动力学和机理分析 116
4.6 本章小结 119
第5章 用于STEP 有机废水降解的改性TiO2 NTs 研究121
5.1 实验部分 122
5.1.1 药品与试剂 122
5.1.2 一次阳极氧化TiO2NTs制备 123
5.1.3 二次阳极氧化TiO2NTs制备 124
5.1.4 二次阳极氧化TiO2NTs改性 125
5.1.5 TiO2NTs光催化性能表征 127
5.2 TiO2NTs结构改性 129
5.2.1 TiO2NTs纳米管形貌 129
5.2.2 液相光催化实验 133
5.2.3 气相光催化实验 135
5.3 二次阳极氧化TiO2NTs贵金属负载改性 137
5.3.1 NMNs/二次阳极氧化TiO2NTs形貌 138
5.3.2 NMNs/二次阳极氧化TiO2NTs光催化性能 139
5.3.3 NMNs/二次阳极氧化TiO2NTs光催化机理 142
5.4 二次阳极氧化TiO2NTs铁离子负载改性 143
5.4.1 Fe3+/二次阳极氧化TiO2NTs形貌 143
5.4.2 Fe3+/TiO2NTs结构分析 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 二次阳极氧化TiO2NTs非金属负载改性 152
5.5.1 E-carbon/二次阳极氧化TiO2NTs形貌 152
5.5.2 E-carbon/二次阳极氧化TiO2NTs光催化性能 155
5.5.3 E-carbon/二次阳极氧化TiO2NTs光催化机理 163
5.6 本章小结 164
第6章 STEP 光-电-热三场耦合有机废水降解研究166
6.1 实验部分 166
6.1.1 STEP光-电-热三场耦合硝基苯降解条件 166
6.1.2 STEP光-电-热三场耦合硝基苯降解装置 167
6.2 结果与讨论 168
6.2.1 STEP光-电-热三场耦合有机废水降解模型 168
6.2.2 STEP光-电-热三场耦合有机废水降解结果与分析 172
6.2.3 STEP光-电-热三场耦合有机废水降解机理研究 175
6.3 本章小结 178
第7章 结论与展望179
7.1 主要结论 179
7.2 未来展望 181
参考文献184
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