Treating Dense Nonaqueous-Phase Liquids

Treating Dense Nonaqueous-Phase Liquids pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:Battelle Press
作者:Godage B. Wickramanayake
出品人:
页数:0
译者:
出版时间:2000-06
价格:USD 69.95
装帧:Hardcover
isbn号码:9781574770964
丛书系列:
图书标签:
  • DNAPL
  • 土壤污染
  • 地下水污染
  • 修复技术
  • 环境工程
  • 污染控制
  • 化学工程
  • 环境科学
  • 原位修复
  • 风险评估
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具体描述

深入探索:现代材料科学中的非传统界面现象与宏观应用 图书简介 本书聚焦于当代材料科学领域中新兴且具有重要实际意义的非传统界面现象、复杂流体行为及其在先进工程应用中的潜在转化。我们不再将目光局限于传统意义上的固-液、液-液界面,而是将研究的触角延伸至涉及多孔介质内复杂组分迁移、微纳结构调控下的界面张力重塑,以及在极端环境下材料性能的非线性响应。 本书结构严谨,内容涵盖了从基础理论推导到先进实验表征,再到工业化规模模拟验证的完整链条。全书共分为五大部分,系统地梳理了当前学科前沿的挑战与机遇。 --- 第一部分:复杂介质中的界面热力学与输运机制 本部分深入探讨了在非均匀结构和多相共存体系中,界面热力学如何支配物质和能量的输运过程。我们首先回顾了经典界面能理论(如Young-Laplace方程)在描述极小尺度或高度受限空间(如纳米孔隙、分子筛结构)时的局限性。 核心内容包括: 1. 受限空间内的界面膨胀与曲率效应: 研究了当流体厚度接近分子尺度时,范德华力、静电力和排斥性双电层相互作用如何共同决定有效界面张力。特别是针对油水乳液在微通道网络中破裂和重构的动力学过程,提出了基于密度泛函理论(DFT)的修正模型。 2. 非等温条件下的界面扩散: 分析了温度梯度对界面组分化学势的影响。重点讨论了“热毛细效应”(Thermo-capillarity)在微重力环境或高热流密度下的重要性,以及它如何影响液滴的铺展动力学和微流控器件中的相分离速率。 3. 多孔介质中的润湿性演化: 传统上将润湿性视为固定参数,本书则将其视为一种动态演化过程。我们详细阐述了化学吸附、表面官能团变化(如氧化还原反应)如何随时间推移改变固-液界面的接触角,并建立了描述润湿性动态滞后的迟滞模型。这对于地下储层中的流体驱替和催化剂的寿命预测至关重要。 --- 第二部分:超临界与亚临界流体的界面行为 本部分将研究重点转向高压、高温条件下的流体行为,特别是超临界流体(SCF)作为一种环境友好型溶剂在分离和反应工程中的应用。 深入分析了以下关键点: 1. SCF-液体界面的结构与密度波动: 在接近或超过临界点时,传统的液态和气态界限变得模糊。本书利用中子散射和同步辐射技术,揭示了SCF-液态溶剂界面区域内组分的偏摩尔体积变化,以及由此导致的界面张力的非线性降低趋势。 2. SCF诱导的溶质传输增强: 探讨了SCF如何通过降低扩散界面的粘度并促进湍流混合,极大地加速了固体表面的物质萃取过程。引入了基于修正的Sharp-Interface模型来模拟超临界二氧化碳(scCO2)在萃取生物质或聚合物混合物中的传质速率。 3. 界面活性剂在SCF体系中的行为: 传统表面活性剂在SCF中溶解度极低。本章系统考察了氟化或硅氧烷基团的特种表面活性剂在SCF中的自组装行为,及其在形成稳定微乳液或泡沫体系中的构效关系。 --- 第三部分:电化学与电驱动的界面调控 本部分转向利用外部电场精确控制和操纵物质界面的前沿技术,这是微电子和能源存储领域的核心技术。 主要章节包括: 1. 电润湿现象(EWOD)的非牛顿流体扩展: 经典EWOD主要针对低粘度液体。本书扩展了理论模型,以适应高粘度聚合物溶液和离子液体。重点分析了电场诱导的表面应力在驱动高分子液滴在微电极阵列上移动时的能量耗散机制。 2. 电化学双层(EDL)的厚度调控: 深入讨论了在纳米孔隙中,电解质溶液的EDL如何相互重叠,并显著影响离子传输的有效电阻。通过计算流变学方法,模拟了离子液体在电化学双层限制下的剪切变稀行为,为高功率密度超级电容器的设计提供了理论依据。 3. 电化学界面下的材料腐蚀与钝化: 分析了在不同电位下,金属-电解质界面形成的氧化物/氢氧化物钝化层的结构和缺陷密度。利用原位光谱技术(如表面增强拉曼散射),实时监测了这些界面层在应力作用下的动态生长与破裂过程。 --- 第四部分:界面现象的先进计算模拟与表征技术 成功的界面研究依赖于精确的理论预测和高分辨率的实验验证。本部分集中介绍了当前最先进的计算工具和表征技术。 计算方面: 1. 耗散型分子动力学(MD)模拟的界面应用: 阐述了如何利用增强采样方法(如Metadynamics)加速计算复杂分子在固-液界面上的吸附-脱附自由能。特别关注了高分子链在晶体表面上的构象变化及其对界面粘附力的影响。 2. 相场法(Phase-Field Modeling)在多尺度模拟中的应用: 详细介绍了如何利用相场模型来模拟液滴在复杂表面上的动态铺展、合并以及在多孔结构中的毛细阻塞现象。该方法有效地桥接了微米级驱动力和纳米级界面效应之间的尺度差异。 表征方面: 1. 原位/实时同步辐射技术: 介绍了如何利用X射线反射率(XRR)和广角X射线散射(WAXS)对浸润或反应过程中的动态界面层进行结构解析,例如监测薄膜沉积过程中原子级别的界面粗糙度演变。 2. 原子力显微镜(AFM)的力谱分析: 重点讲解了在液体环境中,如何利用定量伸缩力谱(QNM-AFM)精确测量不同介质(如生物聚合物溶液、离子液体)在固体表面上的粘附功和去润湿力。 --- 第五部分:面向工程应用的界面稳定性与寿命预测 本书的最后部分将理论和实验发现转化为可靠的工程预测工具,关注界面问题在实际系统中的长期稳定性。 关键应用实例: 1. 油气开采中的界面陷阱效应(Confinement Trapping): 讨论了在页岩或碳酸盐岩储层中,由于润湿性差异和毛细压力梯度,残留流体(如高粘度油或致密水)如何被锁定在微孔隙结构内,并提出了基于修正的Capillary Number的渗流模型。 2. 高分子材料的界面老化与断裂: 研究了聚合物基复合材料在潮湿或溶剂蒸汽环境下的界面水解和增塑效应。通过分析水分子在纤维-基体界面上的扩散动力学,预测了复合材料的疲劳寿命下降速率。 3. 微流控芯片中的界面污染控制: 针对生物传感和微反应器中常见的蛋白质或聚合物非特异性吸附问题,提出了基于表面电荷梯度设计的界面修饰策略,以维持芯片通道的长期亲水/疏水特性。 --- 结语: 本书的综合性强,跨越了物理化学、流体力学、材料科学和化学工程等多个学科的边界。它旨在为研究生、研究人员和高级工程师提供一套全面的、聚焦于“非传统”界面现象的分析框架和实用工具,以应对当前复杂系统设计和优化中的核心挑战。

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我是一名环境咨询公司的项目经理,每天都要面对各种复杂的环境问题,而《Treating Dense Nonaqueous-Phase Liquids》这本书,可以说是我工作中最有价值的参考资料之一。它在“案例研究与经验总结”这部分,简直是为我量身定做的。书中收录了来自世界各地的多个DNAPLs污染场地修复的典型案例,每一个案例都详细阐述了污染背景、场地调查过程、修复技术选择、实施过程、监测结果以及项目总结。我尤其欣赏书中对每个案例的“经验教训”部分的分析,这部分直接指出了在实际操作中可能遇到的困难和需要注意的事项,为我们规避风险提供了宝贵的指导。通过这些案例,我不仅学习到了各种修复技术的实际应用,更重要的是,我看到了不同技术在不同条件下的优势和劣势,以及如何根据场地特点进行最优化的技术组合。这本书让我意识到,理论知识需要与丰富的实践经验相结合,才能更好地解决实际问题。

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作为一名多年从事土壤和地下水修复的工程师,我深知DNAPLs类污染物治理的棘手与复杂。当我看到《Treating Dense Nonaqueous-Phase Liquids》这本书时,我便被其直指核心的标题所吸引。这本书在“生物修复”这一章节,提供了一些非常新颖的视角和前沿的研究进展。作者不仅仅局限于传统的微生物降解,而是深入探讨了如何通过工程手段,优化微生物生存环境,提高其活性,从而加速DNAPLs的降解速率。我尤其对书中关于“生物刺激”(biostimulation)和“生物强化”(bioaugmentation)技术的详细阐述很感兴趣,以及作者如何通过案例研究,展示了这些技术在不同场地条件下的应用效果。书中提到的“长期监测与效果评估”也至关重要,因为DNAPLs的修复往往是一个漫长而复杂的过程,需要持续的关注和评估。这本书似乎能够帮助我突破思维定势,看到生物修复在DNAPLs治理中的巨大潜力,并且提供了切实可行的技术指导。

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我一直对地下水污染,特别是那些难以处理的有机污染物,抱有浓厚的兴趣,而《Treating Dense Nonaqueous-Phase Liquids》这本书似乎正是我一直在寻找的宝藏。从我初步翻阅的章节来看,作者在 DNAPLs 的物理化学性质这部分下足了功夫,深入浅出地阐述了它们的高密度、低挥发性以及在土壤和地下水中的复杂行为。特别是关于 DNAPLs 渗透、扩散以及在多孔介质中形成“水坑”(pool)或“粘附滴”(sorbed ganglia)的机制,我感觉作者给出了非常详尽的解释,并且配以生动的插图,这对于理解污染物在地下深层区域的长期滞留至关重要。我之前阅读过一些关于地下水修复的文献,但很多都侧重于总体的概念,而这本书则明显更加具体和深入,它似乎在一步步地剖析 DNAPLs 这个“顽固分子”的特性,为后续的修复技术介绍打下坚实的基础。我对作者是如何将如此抽象的物理化学过程,用清晰易懂的语言表达出来感到好奇,并且非常期待接下来的章节,看看他们将如何基于这些特性,提出更具针对性的修复方案。

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最近我参与了一个大型工业场地修复项目,其中就涉及到大量的DNAPLs污染,因此我急切地想找到一本能够全面指导我工作的书籍。《Treating Dense Nonaqueous-Phase Liquids》这本书,在“化学修复技术”部分,为我提供了极大的帮助。作者详细介绍了“氧化还原”(redox)和“化学淋洗”(chemical leaching)等技术。我特别关注了书中关于“过硫酸盐”(persulfate)和“过氧化氢”(hydrogen peroxide)等氧化剂在地下水和土壤中的活化机理和应用实例。书中关于如何选择合适的氧化剂、如何控制反应速率、以及如何评估修复效果等方面的内容,都非常具体和实用。此外,作者还探讨了“化学固化/稳定化”(chemical stabilization/solidification)技术,包括如何通过添加固化剂来降低DNAPLs的迁移性和毒性。这本书的价值在于,它不仅提供了理论知识,更重要的是,通过丰富的案例研究,展示了这些化学修复技术在实际项目中的应用效果和面临的挑战,这对我项目的决策至关重要。

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这本《Treating Dense Nonaqueous-Phase Liquids》的封面设计本身就传递出一种专业与沉稳的气息,深邃的蓝色与略显复杂的化学式图案交织,仿佛预示着本书将带领读者深入探索一个充满挑战的研究领域。我在拿到这本书的时候,首先被它厚实的纸张和精良的装订所吸引,这无疑是高质量学术著作的标志。书脊上清晰的文字,也让我对作者的严谨和出版方的用心有了初步的好感。翻阅目录,更是让我眼前一亮,从DNAPLs的特性、迁移,到各种修复技术的原理、应用、优缺点,再到案例研究和未来展望,内容覆盖之全面,结构之清晰,足以满足我这个对地下水污染修复,尤其是DNAPLs问题深感兴趣的工程师的求知欲。我对其中关于DNAPLs在多相流体介质中的行为模式的部分尤为期待,这部分往往是理解污染迁移和制定有效修复策略的关键。作者在引言部分似乎就奠定了基调,强调了DNAPLs对环境和人类健康的长期威胁,以及治理的复杂性和紧迫性。我想,这本书的价值不仅仅在于提供技术知识,更在于激发我们对环境保护责任的深刻反思。

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我一直认为,任何科学技术的进步,最终都服务于解决现实世界的问题。《Treating Dense Nonaqueous-Phase Liquids》这本书,在“未来展望与挑战”的章节,很好地体现了这一点。作者并没有止步于对现有技术的介绍,而是着眼于未来,探讨了DNAPLs污染治理领域面临的机遇与挑战。我特别对书中关于“可持续修复”(sustainable remediation)和“生命周期评估”(life cycle assessment)的讨论很感兴趣。这表明作者关注的不仅仅是技术本身的有效性,更是其对环境、社会和经济的长期影响。书中还提到了诸如“纳米材料修复”(nanomaterial remediation)和“基因工程”(genetic engineering)等新兴技术在DNAPLs治理中的潜在应用,虽然这些技术尚处于研究阶段,但它们无疑为未来的DNAPLs污染治理描绘了令人兴奋的前景。这本书让我对这个领域的发展趋势有了更清晰的认识,也激发了我对未来创新研究的兴趣。

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我是一名环境科学的在读研究生,日常的研究工作离不开对各种污染物的深入了解,而《Treating Dense Nonaqueous-Phase Liquids》这本书,在我导师的推荐下,成为了我案头必备的参考书之一。它在DNAPLs的场地调查和风险评估部分,展现了其严谨的学术态度和丰富的实践经验。作者不仅仅罗列了常用的采样方法和分析技术,更重要的是,他详细阐述了如何根据DNAPLs的特性,设计最优的调查方案,以及如何利用多种数据源,全面准确地评估场地污染的范围、深度和潜在风险。我特别欣赏其中关于“多层次采样策略”的讨论,这对于在复杂地质条件下有效识别DNAPLs的存在和分布至关重要。此外,本书在风险评估章节,不仅仅停留在定性的描述,而是引入了定量模型,帮助读者理解污染物的迁移途径、暴露场景以及对生态和人类健康可能造成的长期影响。我感觉这本书的作者是一位经验丰富的从业者,他能够将理论知识与实际操作相结合,为我们这些年轻的研究者提供了宝贵的指导。

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我一直对环境工程领域的前沿技术保持着高度的关注,而《Treating Dense Nonaqueous-Phase Liquids》这本书,在我看来,正是这一领域的集大成之作。书中关于“监测技术与模型模拟”的章节,给我留下了深刻的印象。作者不仅仅介绍了传统的地下水监测方法,还深入探讨了诸如“电化学传感器”(electrochemical sensors)和“声波探测”(acoustic monitoring)等新兴技术在DNAPLs污染识别和监测中的应用。我特别对书中关于“多场耦合模型”(multi-field coupled models)的介绍感兴趣,这种模型能够整合地下水流、溶质运移、甚至土壤力学等多方面的因素,更精确地预测DNAPLs的迁移行为和修复效果。我感觉作者在这一部分,不仅展示了最新的技术手段,更强调了数据驱动和模型预测在DNAPLs修复决策中的重要性。这本书为我提供了一个全新的视角,来理解如何通过先进的技术手段,更有效地应对DNAPLs带来的环境挑战。

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坦白说,一开始我选择《Treating Dense Nonaqueous-Phase Liquids》这本书,更多的是因为我所在的工程公司近期接手了一个涉及DNAPLs污染的场地修复项目,而我需要在短时间内掌握相关的知识。这本书的出现,无疑给我节省了大量的时间和精力。我最先翻阅的部分,就是关于DNAPLs的各种修复技术。书中对“就地原位修复”(in-situ remediation)和“异位修复”(ex-situ remediation)的区分,以及各种技术的原理、优缺点、适用条件和潜在的限制因素,都做了非常细致的对比分析。我特别对书中关于“热增强固化/稳定化”(thermal enhanced solidification/stabilization)和“生物修复”(bioremediation)的详细介绍印象深刻。作者通过大量的实例和图表,清晰地展示了不同技术在不同地质条件和污染物种类下的表现。对于我这样需要实际应用知识的工程师来说,这种详尽的对比分析,能够帮助我快速评估不同技术方案的可行性,并为项目选择最合适的修复策略提供有力的依据。

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我一直对地下水污染的物理化学过程非常着迷,《Treating Dense Nonaqueous-Phase Liquids》这本书,在“物理修复技术”的章节,给我带来了不少启发。书中详细阐述了诸如“抽水-处理-回灌”(pump-and-treat)、“土壤蒸汽提取”(soil vapor extraction, SVE)、“气力输送”(air sparging)等常用技术的原理和局限性。但更让我印象深刻的是,作者并没有止步于此,而是对这些技术的改进和优化进行了深入的探讨。例如,书中关于“多相抽提”(multiphase extraction, MPE)的技术细节,以及它如何能更有效地从地下水中和土壤中回收DNAPLs,让我对传统抽水-处理技术有了更深的理解。此外,关于“热力修复”(thermal remediation),如“原位热化学还原”(in-situ thermal chemical reduction, IS TCR)和“热力传导”(thermal conduction),作者在原理、设备、能源消耗和环境影响等方面都进行了详尽的分析。这本书让我认识到,即使是看似成熟的物理修复技术,仍然有巨大的创新和改进空间。

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