| Acknowledgement | 第7-9页 |
| Abstract | 第9-11页 |
| 摘要 | 第12-18页 |
| Abbreviations | 第18-23页 |
| Chapter 1 Carbon Based Materials and Environment | 第23-57页 |
| 1.1. Introduction | 第23-24页 |
| 1.2. Carbon based materials for environmental pollution control | 第24-29页 |
| 1.2.1. Sustainable carbon based materials | 第24-28页 |
| 1.2.2. Role of carbon based materials in water treatment | 第28-29页 |
| 1.3. Carbon based materials | 第29-41页 |
| 1.3.1. Biochar | 第29-35页 |
| 1.3.2. Graphene oxide | 第35-41页 |
| 1.4. Water treatment by adsorption and membrane filtration | 第41-48页 |
| 1.4.1. Water treatment by adsorption | 第41-44页 |
| 1.4.2. Water purification by membrane filtration | 第44-48页 |
| 1.5. Vision for carbon based materials application for water treatment | 第48-50页 |
| 1.5.1. Carbon based materials for water treatment and reuse | 第48-49页 |
| 1.5.2. Research and development activities | 第49-50页 |
| 1.5.3. Potential risks to human and ecosystem health | 第50页 |
| 1.6. Research opportunities, challenges, and problems | 第50-57页 |
| 1.6.1. Problem statement and challenges | 第51-53页 |
| 1.6.2. Scope of thesis | 第53-54页 |
| 1.6.3. Organization of thesis | 第54-57页 |
| Chapter 2 Structural Characteristics of Biochar-Graphene composites and Their Adsorption Performance for Phthalic Acid Esters | 第57-89页 |
| 2.1. Introduction | 第57-59页 |
| 2.2. Materials and methods | 第59-65页 |
| 2.2.1. Materials | 第59页 |
| 2.2.2. Synthesis of GO | 第59-61页 |
| 2.2.3. Preparation of biochar and biochar-graphene composites | 第61-62页 |
| 2.2.4. Characterization of biochars and BG-composite biochars | 第62-63页 |
| 2.2.5. Adsorption kinetics and isotherms | 第63-64页 |
| 2.2.6. Data analysis | 第64-65页 |
| 2.3. Results and discussion | 第65-87页 |
| 2.3.1. Structural characteristics of biochars and BG composites | 第65-73页 |
| 2.3.2. Adsorption kinetics of biochars and BG composites | 第73-75页 |
| 2.3.3. Adsorption isotherms of PAEs on biochars | 第75-79页 |
| 2.3.4. Adsorption mechanisms | 第79-87页 |
| 2.4. Summary | 第87-89页 |
| Chapter 3 Biochar Composite Membrane for High Performance Pollutant Management-Fabrication, Structural Characteristics, and Synergistic Mechanisms | 第89-113页 |
| 3.1. Introduction | 第89-91页 |
| 3.2. Materials and methods | 第91-96页 |
| 3.2.1. Materials | 第91页 |
| 3.2.2. Preparation of biochar-PVdF membranes | 第91-92页 |
| 3.2.3. Characterization of biochars and membranes | 第92-93页 |
| 3.2.4. Static and dynamic adsorption of RB | 第93页 |
| 3.2.5. Bacteria filtration tests | 第93页 |
| 3.2.6. Regeneration of membranes | 第93-94页 |
| 3.2.7. Data analysis | 第94-96页 |
| 3.3. Results and discussion | 第96-112页 |
| 3.3.1. Fabrication and structure of biochar composite membranes | 第96-99页 |
| 3.3.2. Mechanical properties of biochar composite membranes | 第99-100页 |
| 3.3.3. Surface composition and properties of biochar composite membranes | 第100-104页 |
| 3.3.4. Pollutant removal via membrane adsorption | 第104-108页 |
| 3.3.5. Pollutant removal via membrane sieving | 第108-110页 |
| 3.3.6. Synergistic effects of biochars and PVdF in membrane for high performance pollutant management | 第110-112页 |
| 3.4. Summary | 第112-113页 |
| Chapter 4 Porous PVdF/GO Nanofibrous Membranes for Selective Separation and Recycling of Charged Organic Dyes from Water | 第113-137页 |
| 4.1. Introduction | 第113-115页 |
| 4.2. Materials and methods | 第115-118页 |
| 4.2.1. Materials | 第115页 |
| 4.2.2. Preparation of PVdF-GO NFMs | 第115-116页 |
| 4.2.3. Characterization of NFMs | 第116页 |
| 4.2.4. Adsorption kinetics and filtration | 第116-118页 |
| 4.2.5. Data analysis | 第118页 |
| 4.3. Results and discussion | 第118-136页 |
| 4.3.1. Morphology and structural of NFMs | 第118-122页 |
| 4.3.2. Mechanical properties of NFMs | 第122-123页 |
| 4.3.3. Quantitative analysis of porous structure | 第123-124页 |
| 4.3.4. Surface composition and properties of NFMs | 第124-127页 |
| 4.3.5. Adsorption kinetics of NFMs | 第127-130页 |
| 4.3.6. Molecular filtration performance | 第130-134页 |
| 4.3.7. Regeneration of NFMs | 第134-136页 |
| 4.4. Summary | 第136-137页 |
| Chapter 5 Scalable Graphene Oxide Membranes with Tunable Water Channels and Stability for Ions Rejections | 第137-157页 |
| 5.1. Introduction | 第137-139页 |
| 5.2. Materials and methods | 第139-141页 |
| 5.2.1. Materials | 第139页 |
| 5.2.2. Preparation of GOMs | 第139页 |
| 5.2.3. Characterization of GOMs | 第139-140页 |
| 5.2.4. Stability tests | 第140页 |
| 5.2.5. Ion filtration | 第140-141页 |
| 5.3. Results and discussion | 第141-156页 |
| 5.3.1. Structural morphology of GOMs | 第141-145页 |
| 5.3.2. Surface chemistry and properties of membranes | 第145-151页 |
| 5.3.3. Stability of GOMs | 第151-152页 |
| 5.3.4. Rejection of ions | 第152-156页 |
| 5.4. Summary | 第156-157页 |
| Chapter 6 Conclusions and Future Recommendations | 第157-165页 |
| 6.1. Research summary | 第157-160页 |
| 6.2. Main contribution | 第160-161页 |
| 6.3. Expectations | 第161-162页 |
| 6.4. Future work and recommendations | 第162-163页 |
| 6.5. Closing | 第163-165页 |
| References | 第165-201页 |
| Publications | 第201-202页 |
