纳米光催化及光催化环境净化材料

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

1TiO2光催化剂

1.1TiO2的晶体结构

1.2TiO2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

3TiO2光催化剂的设计与制备

4TiO2纳米晶

4.1TiO2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

4.1.5TiO2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

4.2TiO2纳米晶的X射线衍射的性质

4.3TiO2纳米晶的电子性质

4.4TiO2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

6TiO2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

1.1Fenton反应

1.1.1Fenton反应机理

1.1.2类Fenton反应

1.1.2.1Photo-Fenton[UV/H2O2/Fe2+(Fe3+)]氧化技术

1.1.2.2Fe(OX)3-3/H2)2/触氧化技术

1.1.2.3Fenton反应的影响因素

1.2过氧化氢组合体系

1.2.1UV/H2O2体系

1.2.2UV/O3体系

1.2.3O3/H2O2体系

1.2.4UV/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

　　本书将在理论和应用两个方面介绍光催化及纳米光催化环境材料。在简要介绍光催化的概念、反应机理和动力学、光催化剂设计与制备基础上，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做比较深入介绍的基础上，阐述光催化环境净化材料的发展趋势和应用。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。　　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。