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| 內容簡介： |
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介电泳是近年来发展起来的一门跨学科、具有强大生命力的新技术，正被广泛地应用于生物工程、医药、环境以及纳米科学等领域。本书共分9章，首先概述了介电泳概念、原理及其发展，然后在介绍介电泳在水环境治理方面的显微静态和动态研究的基础上，详细论述了介电泳技术治理水中重金属离子、氨氮和带负电荷的离子态污染物以及水中生物污染物的工艺研究，zui后介绍了用介电泳可控制备环境治理纳米材料的初步探索。本书适合从事环境治理、电化学研究的科研技术人员阅读和参考，也可作为环境科学和环境工程专业的研究生或高年级本科生的教材。
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前言第1章引言1.1水污染的现状1.2 水中重金属危害及其治理技术1.2.1水中重金属的来源及危害1.2.2水中重金属治理技术1.2.3重金属废水处理技术展望1.3水中氨氮污染的危害及其治理技术1.3.1水中氨氮的来源1.3.2水中氨氮的危害1.3.3水中氨氮的治理技术1.4水中悬浮微粒的危害及治理1.4.1水中悬浮微粒的危害1.4.2水中悬浮微粒的治理参考文献第2章介电泳起源、概念及基本理论2.1介电泳的起源2.2介电泳的简介2.2.1介电泳的概念2.2.2正介电泳和负介电泳2.2.3介电泳的分类2.3介电泳力的计算公式2.3.1介电泳基本力学公式2.3.2 ROT-DEP模型2.3.3行波介电泳2.4主要物理参数对于介电泳的影响2.4.1介电泳时间2.4.2 电压2.4.3 频率2.4.4 粒子尺寸2.4.5 介质2.5 介电泳的特点2.5.1介电泳与电泳的区别2.5.2介电泳与光镊技术的区别2.6介电泳的优势2.6.1介电泳在处理生物样品时的优势2.6.2介电泳在操控微/纳米粒子时的优势参考文献第3章介电泳研究的进展3.1介电泳在生物微粒研究方面的进展3.1.1介电泳在细胞分离与富集上的研究进展3.1.2介电泳在细胞检测与疾病诊断的研究进展3.1.3介电泳在细胞培养和融合方面的研究3.2介电泳在电极设计方面的进展3.2.1二维电极结构的阵列式对电极介电泳芯片3.2.2阵列叉指电极3.2.3 三角形电极3.2.4集成四极式微电极组和螺旋形微电极组的新型介电泳测试芯片3.2.5基于介电泳的电极阵列电场仿真研究3.3介电泳在无机微粒操控方面的研究进展3.3.1介电泳技术在无机粒子研究中的应用3.3.2微/纳米级粒子分离操控的主要方法3.3.3介电泳技术分离操控粒子3.4介电泳在理论研究上的进展3.4.1 介电泳的发展3.4.2 介电泳的研究成果与展望参考文献第4章吸附-介电泳去除水中重金属离子的显微研究4.1吸附Pb2+前吸附材料的介电泳响应4.1.1活性炭的介电响应规律4.1.2吸附Pb2+之前空心微球的介电泳响应4.1.3活性炭与空心微球复合的介电泳迁移4.1.4吸附Pb2+后活性炭、空心微球的介电泳迁移规律4.1.5空心微球吸附不同重金属离子后的介电泳4.2利用天然吸附材料及吸附-介电泳去除重金属离子4.2.1皂土吸附-介电泳去除重金属离子4.2.2 五种吸附材料的比较4.2.3 结论4.3以贝壳粉为吸附剂吸附-介电泳去除重金属离子4.3.1 实验部分4.3.2 实验结果与讨论4.3.3 结论参考文献第5章介电泳间接捕获重金属离子的动态显微研究5.1 显微动态研究装置的建立5.2空心微球的介电泳捕获动态迁移研究5.2.1空心微球吸附重金属离子前的介电泳5.2.2流速对空心微球介电泳捕获的影响5.2.3电压对于空心微球迁移的影响5.2.4频率对空心微球迁移的影响5.2.5介电泳捕获时间的影响5.3空心微球吸附Pb2+后的动态介电泳5.3.1空心微球吸附Pb2+后的介电泳响应5.3.2吸附Pb2+前、后实验结果比较与分析5.4空心微球吸附Cd2+的介电泳迁移动态研究5.4.1空心微球吸附Cd2+后的实验结果及讨论5.4.2吸附Cd2+前、后实验结果比较与分析5.5 结论参考文献第6章 吸附-介电泳治理水中重金属离子的工艺研究6.1介电泳去除水体中重金属离子工艺装置的组装6.1.1介电泳工艺装置的设计6.1.2实验设备的组装和连接6.1.3 实验过程6.1.4初步的实验结果及问题6.2镉离子的吸附-介电泳去除工艺研究6.2.1 实验结果6.2.2各物理量对去除率的影响6.3贝壳粉吸附-介电泳间接去除重金属离子6.3.1吸附-介电泳法捕获Cd2+的影响因素6.3.2多种离子混合的吸附-介电泳实验6.3.3贝壳吸附前后的扫描电子显微镜(SEM)微观结构分析6.4皂土吸附-介电泳去除重金属离子（Cd2+）的研究6.4.1 实验结果和讨论6.4.2表面分析及机理初步探索6.5皂土微粒吸附-介电泳去除重金属离子Pb2+的研究6.5.1 实验部分6.5.2 实验结果与讨论6.5.3表征分析及机理的初探6.6皂土吸附-介电泳同时去除二元共存重金属离子6.6.1 实验部分6.6.2 实验方法6.6.3 实验结果与讨论6.7贝壳粉对模拟重金属工业废水的吸附-介电泳去除效果6.7.1贝壳粉投加量对模拟重金属工业废水吸附去除效果的影响6.7.2吸附-介电泳法对模拟重金属工业废水中的去除效果6.7.3 SEM及EDS分析参考文献第7章 吸附-介电泳治理水中其他离子态污染7.1水中氨氮的吸附-介电泳治理方法初探7.1.1皂土吸附-介电泳法去除水中氨氮的初步探索7.1.2贝壳粉吸附-介电泳去除水中氨氮7.2炭化玉米芯吸附-介电泳法去除水中氨氮7.2.1吸附时间对吸附-介电泳法去除氨氮效果的影响7.2.2炭化玉米芯投加量对氨氮去除效果的影响7.2.3电压对去除氨氮效果的影响7.2.4介电泳停留时间对吸附-介电泳法去除氨氮效果的影响7.2.5 SEM表征分析7.3沸石吸附-介电泳法去除水中氨氮7.3.1 实验操作7.3.2 实验结果与讨论7.4吸附-介电泳法去除水中带负电荷的离子污染物7.4.1吸附-介电泳法去除砷的研究7.4.2吸附-介电泳法去除硝酸根离子的研究7.4.3基于介电泳技术治理水中的磷酸根参考文献第8章 水中生物污染物的介电泳治理
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经过十几年在介电泳研究中的探索，怀着忐忑的心情，写完了这部专著。介电泳是一个古老的现象，又是一门跨学科的新技术。公元前600年发现的琥珀棒吸起纸屑的现象，就是介电泳现象的一个实例。这一现象的研究被人们忽略了2000多年，直到20世纪中叶，A.Pohl等学者才开始进行系统研究。1956年美国教授A.Pohl正式将其命名为Dielectrophoresis，意为介电泳。1978年A.Pohl撰写了著作 Dielectrophoresis，详细论述了介电泳的起源、理论及应用。此后，各国学者积极开展有关介电泳的研究，但由于电极制作技术的限制，前40～50年研究发展缓慢。20世纪末，随着微制造技术的发展，微米级的电极研发制备成功，极大地促进了介电泳的研究发展。在材料的研究中，介电泳在微/纳米粒子的操控、分离、提纯，特别是在微/纳米器件的研制方面有了长足的进展。在生物粒子的操控方面，介电泳具有独特的优势，人们可以利用介电泳监控细胞的活性，进行细胞的无损伤分离，监测细胞的形貌和结构变化。特别值得 注意的是，介电泳可以高特异性地分离细胞，这样，使人们在细胞的研究方面走得更远，如从稀的血液样品中连续分选人的白血病细胞，从健康的乳腺细胞中分离出恶性的人体乳腺癌上皮细胞。介电泳由于其操控粒子的种类和尺寸广泛，一方面可用于微观粒子的研究，在应用方面发展为微/纳米传感器、床头诊断方法、快速食品检测、环境检测手段;另一方面可用于大型的处理设备，在选矿、贵金属粒子回收，特别是在环境 治理方面具有广阔的应用前景。到目前为止，介电泳在微观领域的研究较多，近几十年，关于介电泳的工艺和大型应用研究甚少。实际上，在控制粒子的各种技术中，介电泳可以控制大量粒子，将介电泳用于大型装置治理环境污染，有着广阔的应用前景。作者根据自 己课题组在显微条件下的研究基础，进一步将介电泳技术发展到用于水环境治理。不仅进行了显微静态和显微动态的研究，而且设计加工了介电泳工艺装置，在介电泳水治理方面进行了初步探索。我们的实践证明，将介电泳与吸附法结合，可以将水中带正电荷的多种重金属离子、带负电荷的多种离子态污染物高效去除。而且介电泳可将水中的生物污染粒子直接捕获，达到快速高效治理的效果。作者自师从朱岳麟教授攻读博士学位开始接触介电泳，此后一直从事这方面的研究。作者总结了自己有关介电泳十几年的研究积累，撰写了本专著。第1章概括介绍了水中污染物的来源、危害，及已有的水污染治理技术。第2章详细介 绍了介电泳的起源、概念、理论公式、主要影响因素、特点及优势。第3章概述了介电泳在生物微粒、电极设计和无机微粒操控方面的研究进展。第4、5章分别论述了吸附-介电泳去除水中重金属离子的显微静态和动态研究。第6、7章 分别阐述了带正电荷及带负电荷的水中污染物的吸附-介电泳法去除工艺研究。第8章介绍了利用介电泳直接捕获水中生物污染物的治理工艺。第9章讲述了利用介电泳可控制备水中污染物的催化降解材料的研究。本书第3章由李华撰写，其他各章均由陈慧英撰写。本书中研究内容来自课题组多年在介电泳研究和应用领域的辛勤努力，特此感谢中央民族大学211、985和双一流项目的支持。感谢研究生韩萍、张鹤腾、于乐、张璐、吴晶、蓝碧浩、胡婧、崔晨阳、金庆豪和刘东阳同学为介电泳研究所做的贡献。感谢吴燕红、李华老师带领研究生参加课题组的实验研究。感谢本科生王彦、李子文、李桂杰、初亦周、黎捷炜、董宇、马剑飞和王京浩等同学参加有关介电泳的实验研究。 由于时间仓促，加上作者的水平有限，书中难免存在不妥或错误之处，敬请读者批评指正。
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