简介
光催化材料的研究和应用涉及的领域非常宽,包括材料、能源、环境
和生命起源等。目前,光催化研究内容大体分为:分解水或相关溶液制氢
、太阳能电池、光伏器件、大规模污水处理、氮和碳的光化学固定、光催
化环境净化材料、光催化反应化学等。
本书在定义光催化反应、光催化剂概念的基础上,阐述了光催化剂设
计、制备与修饰基础;光催化反应的基本机制,包括光催化剂的工作原理
和反应过程动力学。对半导体表面光诱导电荷过程、金属一半导体纳米结
构界面的光诱导过程做了比较深入的介绍。在此基础上,结合环境发展的
需求,重点介绍了光催化环境净化材料的工作原理、目前的应用发展状况
和发展趋势。与以往不同的是,本书中介绍的很多内容是作者的研究组的
研究结果,这使本书在一定程度上更贴近光催化研究领域的前沿和光催化
环境净化材料的应用市场,反映了该领域科研关注的问题和工业应用反馈
的信息。
本书可作为高等院校化学和材料专业和相关专业学生的课外读物,也
可作为相关专业研究生和专业技术人员的参考书。
目录
第1章 非均相光催化
1 基本概念
1.1 光催化反应及光催化剂
1.2 光催化反应的类型
2 半导体的光催化反应机制
2.1 带隙激发
2.2 去活化过程
2.3 半导体光催化反应机理
2.3.1 初级过程
2.3.2 次级过程
2.4 反应过程动力学
2.5 影响光催化反应的因素
2.5.1 光催化剂类型
2.5.2 环境影响
参考文献
第2章 光催化剂
1 TiO2光催化剂
1.1 TiO2的晶体结构
1.2 TiO2的能带结构与带隙
1.3 能带弯曲和Schotky势垒
2 非TiO2可见光光催化剂
3 TiO2光催化剂的设计与制备
4 TiO2纳米晶
4.1 TiO2纳米晶的合成
4.1.1 溶胶一凝胶法
4.1.1.1 水溶液中的TiO2纳米晶合成
4.1.1.2 非水溶液中的TiO2纳米晶合成
4.1.2 水热法
4.1.3 反胶束方法
4.1.4 其他合成方法
4.1.5 TiO2纳米晶的尺寸、晶相和形态控制
4.1.5.1 尺寸控制
4.1.5.2 晶相控制
4.1.5.3 形态控制
4.2 TiO2纳米晶的X射线衍射的性质
4.3 TiO2纳米晶的电子性质
4.4 TiO2纳米晶的光学性质
5 板钛矿型TiO2
参考文献
第3章 一维纳米结构
1 溶胶-凝胶模板法
2 水热或溶剂热法
3 其他合成方法
4 一维二氧化钛纳米结构的修饰
4.1 掺杂
4.2 包覆
参考文献
第4章 光催化剂的表面修饰
1 复合半导体
1.1 宽带隙半导体修饰
1.2 窄带隙半导体修饰
1.3 修饰用半导体的尺寸效应
2 染料敏化
3 金属沉积
3.1 金属纳米颗粒在光活性氧化物上的光化学沉积
3.2 金属.支持体的光谱性质
3.2.1 表面等离子体共振吸收
3.2.2 表面增强拉曼散射效应
3.3 沉积金属的电子结构与电子储池效应
3.3.1 电子结构和界面特性
3.3.2 沉积金属的电子储池效应
3.4 光化学性质
3.4.1 染料光敏化
3.4.2 光催化活性
4 金属掺杂
5 非金属掺杂
6 TiO2基固体超强酸光催化剂
7 多元化修饰技术
8 光催化剂的负载
参考文献
第5章 孔洞结构的微纳米TiO2
1 模板法制备中空TiO2
1.1 表面修饰模板法
1.2 层层组装模板法
1.3 一步法
1.4 气泡模板法
1.5 生物模板法
2 在离子液体中制备空心微球
3 利用Ostwald生长机理制备TiO2空心球
4 试剂指导法制备介孔TiO2
参考文献
第6章 光催化的应用
1 光催化在基础有机化学研究中的应用
1.1 有机物分子的光催化氧化
1.2 光催化还原
1.3 光催化异构化
1.4 光催化取代
2 光催化固氮固碳
3 光催化在环境治理方面的应用
3.1 光催化氧化能力
3.2 光致超亲水性
3.3 污水处理
3.4 空气净化
3.5 抗菌、防霉、除臭
参考文献
第7章 光催化环境净化材料
1 自清洁玻璃
2 自清洁涂料
参考文献
第8章 高级氧化反应
1 高级氧化反应的类型
1.1 Fenton反应
1.1.1 Fenton反应机理
1.1.2 类Fenton反应
1.1.2.1 Photo-Fenton[UV/H2O2/Fe2+(Fe3+)]氧化技术
1.1.2.2 Fe(OX)3-3/H2)2/触氧化技术
1.1.2.3 Fenton反应的影响因素
1.2 过氧化氢组合体系
1.2.1 UV/H2O2体系
1.2.2 UV/O3体系
1.2.3 O3/H2O2体系
1.2.4 UV/O3/H2O2体系
1.2.5 其他体系:多杂合含氧酸盐-H2O2光催化体系
2 高级氧化与光催化
3 高级氧化与光催化体系的应用
参考文献
1 基本概念
1.1 光催化反应及光催化剂
1.2 光催化反应的类型
2 半导体的光催化反应机制
2.1 带隙激发
2.2 去活化过程
2.3 半导体光催化反应机理
2.3.1 初级过程
2.3.2 次级过程
2.4 反应过程动力学
2.5 影响光催化反应的因素
2.5.1 光催化剂类型
2.5.2 环境影响
参考文献
第2章 光催化剂
1 TiO2光催化剂
1.1 TiO2的晶体结构
1.2 TiO2的能带结构与带隙
1.3 能带弯曲和Schotky势垒
2 非TiO2可见光光催化剂
3 TiO2光催化剂的设计与制备
4 TiO2纳米晶
4.1 TiO2纳米晶的合成
4.1.1 溶胶一凝胶法
4.1.1.1 水溶液中的TiO2纳米晶合成
4.1.1.2 非水溶液中的TiO2纳米晶合成
4.1.2 水热法
4.1.3 反胶束方法
4.1.4 其他合成方法
4.1.5 TiO2纳米晶的尺寸、晶相和形态控制
4.1.5.1 尺寸控制
4.1.5.2 晶相控制
4.1.5.3 形态控制
4.2 TiO2纳米晶的X射线衍射的性质
4.3 TiO2纳米晶的电子性质
4.4 TiO2纳米晶的光学性质
5 板钛矿型TiO2
参考文献
第3章 一维纳米结构
1 溶胶-凝胶模板法
2 水热或溶剂热法
3 其他合成方法
4 一维二氧化钛纳米结构的修饰
4.1 掺杂
4.2 包覆
参考文献
第4章 光催化剂的表面修饰
1 复合半导体
1.1 宽带隙半导体修饰
1.2 窄带隙半导体修饰
1.3 修饰用半导体的尺寸效应
2 染料敏化
3 金属沉积
3.1 金属纳米颗粒在光活性氧化物上的光化学沉积
3.2 金属.支持体的光谱性质
3.2.1 表面等离子体共振吸收
3.2.2 表面增强拉曼散射效应
3.3 沉积金属的电子结构与电子储池效应
3.3.1 电子结构和界面特性
3.3.2 沉积金属的电子储池效应
3.4 光化学性质
3.4.1 染料光敏化
3.4.2 光催化活性
4 金属掺杂
5 非金属掺杂
6 TiO2基固体超强酸光催化剂
7 多元化修饰技术
8 光催化剂的负载
参考文献
第5章 孔洞结构的微纳米TiO2
1 模板法制备中空TiO2
1.1 表面修饰模板法
1.2 层层组装模板法
1.3 一步法
1.4 气泡模板法
1.5 生物模板法
2 在离子液体中制备空心微球
3 利用Ostwald生长机理制备TiO2空心球
4 试剂指导法制备介孔TiO2
参考文献
第6章 光催化的应用
1 光催化在基础有机化学研究中的应用
1.1 有机物分子的光催化氧化
1.2 光催化还原
1.3 光催化异构化
1.4 光催化取代
2 光催化固氮固碳
3 光催化在环境治理方面的应用
3.1 光催化氧化能力
3.2 光致超亲水性
3.3 污水处理
3.4 空气净化
3.5 抗菌、防霉、除臭
参考文献
第7章 光催化环境净化材料
1 自清洁玻璃
2 自清洁涂料
参考文献
第8章 高级氧化反应
1 高级氧化反应的类型
1.1 Fenton反应
1.1.1 Fenton反应机理
1.1.2 类Fenton反应
1.1.2.1 Photo-Fenton[UV/H2O2/Fe2+(Fe3+)]氧化技术
1.1.2.2 Fe(OX)3-3/H2)2/触氧化技术
1.1.2.3 Fenton反应的影响因素
1.2 过氧化氢组合体系
1.2.1 UV/H2O2体系
1.2.2 UV/O3体系
1.2.3 O3/H2O2体系
1.2.4 UV/O3/H2O2体系
1.2.5 其他体系:多杂合含氧酸盐-H2O2光催化体系
2 高级氧化与光催化
3 高级氧化与光催化体系的应用
参考文献
纳米光催化及光催化环境净化材料[电子资源.图书]
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