本书系“能源与环境出版工程”（第二期）之一，对飞灰净化烟气汞的原理和方法进行了系统论述，全面介绍了飞灰净化烟气汞的相关研究成果。
本书从分形理论、量子化学以及热力学和动力学的角度，对飞灰和改性飞灰的理化特性、净化汞的性能和机理等进行了系统阐释，并将汞吸附的基础理论与飞灰材料研究和技术开发有机融合，为推动汞污染治理研究提供了新的方向。通过阅读本书，读者可以全面地了解飞灰净化烟气汞的方法及其工业应用。
本书图表丰富，数据详实，兼顾工业技术与理论研究；是作者团队多年研究成果的结晶，同时汇集了国内外飞灰净化烟气汞的相关成果。
作者团队一直从事汞等重金属污染治理的研究，试图通过本书较全面地梳理和总结飞灰净化烟气汞的相关研究成果，特别关注近年来飞灰净化烟气汞的新理论、新方法、工业应用新技术，并将汞吸附的基础理论与飞灰材料研究和技术开发有机融合，阐述飞灰净化烟气汞的原理和方法，厘清飞灰作为汞吸附剂的技术研发路径。
为了满足经济社会发展需要而进行的化石能源转化过程，对生态环境和人类健康带来了危害，其中燃煤烟气污染物排放问题尤为突出。汞、砷、硒、铅等重金属的高毒性日益引起人们的重视，汞及其化合物可通过呼吸道、皮肤或消化道等不同途径侵入人体，造成神经异常、齿龈炎、震颤等中毒表现甚至死亡。控制汞等重金属的排放是大气污染治理的重要课题之一。同时，燃煤烟气排放也是造成汞等重金属污染的主要人为来源，因此，燃煤烟气重金属排放的治理对我国汞等重金属污染治理和生态环境保护具有重要意义。
向烟道中喷射活性炭粉末，是烟气脱汞最为成熟的技术之一，但成本较高。飞灰作为燃煤电厂的副产物，主要应用于建材、筑路及资源回收等方面。近年来的研究发现，燃煤电厂飞灰具有吸附、催化氧化烟气中汞的特性，与其他汞吸附剂相比，飞灰在经济上具有明显的优势，为推动燃煤电厂汞污染治理提供了新的方向。但是，飞灰的汞吸附效率低，且成分非常复杂，与汞的作用机理尚不清楚，提高飞灰吸附效率的方法较为匮乏，因此，改进飞灰性能、提高汞的脱除效率，是飞灰应用于汞污染治理的关键。
近20年来，作者一直从事汞等重金属污染治理的研究，有幸与诸多同仁一起经历了汞污染治理的高速发展期。本书试图较全面地梳理和总结飞灰净化烟气汞的最新研究成果，特别关注近年来飞灰净化烟气汞的新理论、新方法、工业应用新技术，并将汞吸附的基础理论与飞灰材料研究和技术开发有机融合，阐述飞灰净化烟气汞的原理和方法，为飞灰作为汞吸附剂的技术研发路径尽微薄之力。
本书按飞灰的基本特性、飞灰脱汞的性能以及飞灰脱汞的技术应用等展开，对飞灰脱汞的基础科学问题和关键技术进行较为系统的论述。第1章综述了汞排放的危害及飞灰与汞作用的研究进展。第2章分析飞灰特性，阐述飞灰的形成机理，分析燃煤电厂飞灰颗粒的表面形貌和质量分布，并对飞灰颗粒进行了晶体结构分析，确定燃煤电厂飞灰颗粒的元素分布。第3章阐述飞灰中的汞含量及形态分布，探究了飞灰中的碳及无机物组分与飞灰中汞的作用规律及其对汞形态分布的影响。第4章阐述飞灰的汞吸附特性，研究了飞灰的物理特性、烟气组分、飞灰改性等对汞吸附的影响，分析了飞灰比表面积、颗粒粒径等对汞吸附的影响，阐明卤族元素改性飞灰及锰、铁、铈等金属氧化物改性飞灰对汞脱除的影响机制。第5章阐述飞灰成分对汞吸附的影响，分析飞灰中碳含量、碳形式及碳表面官能团对汞吸附的影响，探究了飞灰中的无机物特别是含量较多的硅铝氧化物对汞吸附的作用规律。第6章阐述飞灰和汞的作用机理，采用量子化学方法在分子、原子尺度上研究飞灰与汞之间的关系，揭示飞灰吸附汞的机理，并从吸附热力学和动力学的角度综合考虑，建立汞的均相反应热力学模型，研究了不同工况对汞热力学平衡形态的影响。第7章涉及飞灰脱除烟气汞的技术应用，特别关注飞灰对汞的高效脱除技术及其应用前景，包括模拟飞灰的制备及脱汞的应用、改性飞灰脱汞的应用，光催化、磁化学方法在脱汞中的应用等。
本书基本素材主要取自作者研究团队多年来的研究成果，同时汇集了国内外飞灰净化烟气汞的研究成果，撰写过程中得到许多国内外同行的鼓励和大力支持，在此表示衷心感谢。感谢课题组师生10余年来的研究工作，特别感谢沈敏强、潘雷、王鹏、陈洁鹤、张锦红、凌杨、关昱、张稹、冯维、田玉琢、张会、张霞、秦煌、王润、季仲昊、邹建术、郭建文、贾焘、张钊鹏、周敏、谢夏林、杨铃涛、刘国龙、王方军、郝两省、洪剑东等在实验研究、文献整理、图片处理和文字校对等方面的贡献。
取得的研究成果得到国家自然科学基金（52076126、50806041、21237003、51606115）、教育部留学回国人员科研基金、上海市自然科学基金（18ZR1416200、16ZR1413500）等的资助，特此感谢。
限于作者水平和精力，书中难免存在不足和疏漏，恳请广大读者和同行专家批评指正！
吴江，上海电力大学教授，上海市浦江学者、曙光学者，中国动力工程学会环保专委会委员、秘书长。
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