纳米光催化及光催化环境净化材料PDF电子书下载

第1章　非均相光催化 2

1 基本概念 2

1.1 光催化反应及光催化剂 2

1.2　光催化反应的类型 3

2　半导体的光催化反应机制 4

2.1 带隙激发 4

2.2　去活化过程 6

2.3　半导体光催化反应机理 7

2.3.1　初级过程 8

2.3.2　次级过程 8

2.4　反应过程动力学 9

2.5　影响光催化反应的因素 11

2.5.1　光催化剂类型 11

2.5.2　环境影响 13

参考文献 15

第2章　光催化剂 18

1　TiO2光催化剂 18

1.1　TiO2的晶体结构 18

1.2　TiO2的能带结构与带隙 20

1.3　能带弯曲和Schotky势垒 23

2　非TiO2可见光光催化剂 25

3　TiO2光催化剂的设计与制备 28

4　TiO2纳米晶 30

4.1　TiO2纳米晶的合成 31

4.1.1　溶胶-凝胶法 31

4.1.1.1 水溶液中的TiO2纳米晶合成 32

4.1.1.2 非水溶液中的TiO2纳米晶合成 32

4.1.2　水热法 33

4.1.3　反胶束方法 34

4.1.4　其他合成方法 35

4.1.5　TiO2纳米晶的尺寸、晶相和形态控制 37

4.1.5.1 尺寸控制 37

4.1.5.2　晶相控制 38

4.1.5.3　形态控制 39

4.2 TiO2纳米晶的X射线衍射的性质 42

4.3　TiO2纳米晶的电子性质 43

4.4　TiO2纳米晶的光学性质 45

5　板钛矿型TiO2 47

参考文献 51

第3章　一维纳米结构 54

1　溶胶-凝胶模板法 54

2　水热或溶剂热法 55

3　其他合成方法 57

4　一维二氧化钛纳米结构的修饰 58

4.1 掺杂 59

4.2　包覆 59

参考文献 63

第4章　光催化剂的表面修饰 63

1　复合半导体 67

1.1 宽带隙半导体修饰 68

1.2　窄带隙半导体修饰 69

1.3　修饰用半导体的尺寸效应 70

2　染料敏化 72

3　金属沉积 73

3.1 金属纳米颗粒在光活性氧化物上的光化学沉积 75

3.2　金属-支持体的光谱性质 76

3.2.1 表面等离子体共振吸收 76

3.2.2　表面增强拉曼散射效应 77

3.3　沉积金属的电子结构与电子储池效应 78

3.3.1 电子结构和界面特性 78

3.3.2　沉积金属的电子储池效应 79

3.4　光化学性质 80

3.4.1　染料光敏化 80

3.4.2　光催化活性 82

4　金属掺杂 83

5　非金属掺杂 85

6　TiO2基固体超强酸光催化剂 87

7　多元化修饰技术 89

8　光催化剂的负载 91

参考文献 92

第5章　孔洞结构的微纳米TiO 2

1 模板法制备中空TiO2 96

1.1 表面修饰模板法 96

1.2　层层组装模板法 98

1.3　一步法 99

1.4　气泡模板法 99

1.5　生物模板法 100

2　在离子液体中制备空心微球 103

3　利用Ostwald生长机理制备TiO2空心球 103

4　试剂指导法制备介孔TiO2 104

参考文献 107

第6章　光催化的应用 110

1 光催化在基础有机化学研究中的应用 110

1.1 有机物分子的光催化氧化 111

1.2　光催化还原 112

1.3　光催化异构化 113

1.4　光催化取代 113

2　光催化固氮固碳 114

3　光催化在环境治理方面的应用 115

3.1　光催化氧化能力 116

3.2　光致超亲水性 116

3.3　污水处理 120

3.4　空气净化 123

3.5　抗菌、防霉、除臭 126

参考文献 127

第7章　光催化环境净化材料 127

1 自清洁玻璃 132

2 自清洁涂料 134

参考文献 138

第8章　高级氧化反应 142

1 高级氧化反应的类型 142

1.1 Fenton反应 142

1.1.1 Fenton反应机理 142

1.1.2　类Fenton反应 144

1.1.2.1　Photo-Fenton[UV/H2O2/Fe2+(Fe3+)]氧化技术 144

1.1.2.2 Fe(ox)3 3-/H2O2/hν氧化技术 145

1.1.2.3 Fenton反应的影响因素 145

1.2　过氧化氢组合体系 145

1.2.1　UV/H2O2体系 146

1.2.2　UV/O3体系 147

1.2.3　O3/H2O2体系 147

1.2.4　UV/O3/H2O2体系 148

1.2.5　其他体系：多杂合含氧酸盐-H2O2光催化体系 148

2　高级氧化与光催化 149

3　高级氧化与光催化体系的应用 151

参考文献 153