环境光催化材料与光催化净化技术PDF电子书下载

第1章　光催化基础 1

1．1　光催化和光催化剂 1

1．2　半导体光催化发展历史 3

1．3　半导体光催化基本原理 7

1．3．1　半导体光催化反应过程 7

1．3．2　影响光催化活性的内因 11

1．3．3　光催化反应中的活性物质 14

1．4　环境净化光催化新材料的设计基础 19

1．4．1　基于电子能带结构设计的光催化剂 19

1．4．2　固溶体结构可见光响应光催化剂 24

1．4．3　基于微观结构设计的可见光响应光催化剂 26

参考文献 28

第2章　光催化材料的结构表征与测试技术 35

2．1　结构分析 36

2．1．1　X射线衍射（XRD） 36

2．1．2　比表面积与孔径分布 39

2．1．3　红外光谱与拉曼光谱 41

2．2　形貌分析 43

2．3　光学性质分析 44

2．3．1　固体紫外-可见漫反射光谱 44

2．3．2　固体光致发光光谱 45

2．4　表面和界面结构分析 47

2．4．1　X射线光电子能谱 47

2．4．2　顺磁共振技术 49

2．5　光电化学研究方法 51

2．S．1　光电化学理论基础 52

2．5．2　表面光电压谱和电场诱导表面光电压谱 54

2．5．3　能带位置和平带电位 58

2．5．4　光电化学研究方法 63

参考文献 67

第3章　纳晶二氧化钛光催化剂 70

3．1　纳晶TiO2光催化剂 70

3．2　TiO2的晶体结构和电子结构 71

3．3　纳晶TiO2的制备 75

3．3．1　纳米材料制备方法概述 75

3．3．2　水热和溶剂热法 76

3．3．3　溶胶凝胶法 83

3．3．4　其他方法 88

3．4　纳晶TiO2结构与活性关系 90

3．5　金属改性TiO2光催化剂 97

3．5．1　La掺杂改性TiO2 98

3．5．2　Ce掺杂改性TiO2 102

3．5．3　Zn掺杂改性TiO2 106

3．5．4　Cu掺杂改性TiO2 107

3．6　金属表面修饰的光催化剂 110

3．6．1　Ru表面修饰改性TiO2 110

3．6．2　Pd和A9表面修饰改性ZnO 113

3．6．3　Pt改性TiO2 118

3．7　光催化剂的光蚀与失活 122

3．7．1　光催化剂的光蚀与光蚀抑制 122

3．7．2　TiO2与ZnO的失活与再生 126

参考文献 129

第4章　可见光响应的非金属改性TiO2光催化剂 137

4．1　引言 137

4．2　氮改性TiO2 139

4．2．1　氮改性TiO2的结构与性能 139

4．2．2　氮改性TiO2的制备 144

4．2．3　氮改性TiO2的性质 147

4．3　碳改性TiO2 150

4．4　卤素掺杂改性TiO2 157

4．4．1　碘掺杂TiO2的结构与光催化性能 157

4．4．2　碘改性TiO2光催化剂的制备与性质 163

4．4．3　氯与溴掺杂TiO2光催化剂 165

4．4．4　卤素掺杂TiO2的电子性质 167

4．5　碳氮共改性TiO2 168

4．6　掺杂TiO2的电子结构、晶体结构与光催化活性的关系 169

4．6．1　密度泛函理论 170

4．6．2　几种掺杂TiO2的计算 170

参考文献 175

第5章　新型光催化环境净化材料与理论 181

5．1　光催化环境净化材料概述 181

5．2　含Bi的复合金属氧化物 184

5．2．1　 BiVO4 184

5．2．2　Bi2MoO6 195

5．2．3　Bi2O3 199

5．2．4　Bi2WO6 202

5．2．5　高价Bi化合物 204

5．3　p-n异质结构复合物 206

5．3．1　复合结构光催化材料 206

5．3．2　p-n异质结构界面的电荷迁移规律 208

5．3．3　p-n异质结构复合物 209

5．3．4　p-n异质结构复合物光电性质 218

S．3．5　光驱动的逻辑器件 225

5．4　其他新型环境净化光催化材料 229

参考文献 232

第6章　固定化的光催化材料 240

6．1　引言 240

6．2　纳米粒子TiO2／Ti薄膜 242

6．3　化学氧化一维TiO2／Ti薄膜 246

6．3．1　TiO2纳米管／Ti薄膜 246

6．3．2　TiO2纳米棒／Ti薄膜 247

6．3．3　TTiO2纳米线／Ti薄膜 251

6．4　阳极氧化TiO2纳米管／Ti薄膜 258

参考文献 264

第7章　光催化环境净化技术 268

7．1　引言 268

7．2　光催化环境净化技术基础 269

7．2．1　光催化性能评价 269

7．2．2　光催化反应的动力学 273

7．2．3　光催化反应的影响因素 273

7．2．4　非接触光催化氧化反应 277

7．3　光催化空气净化技术 277

7．3．1　光催化空气净化基本原理 277

7．3．2　典型废气的光催化净化 280

7．3．3　室内空气的光催化净化 288

7．4　水体净化光催化技术 295

7．4．1　有机污染物的光催化降解 295

7．4．2　无机污染物的光催化去除 297

7．4．3　光催化水体净化的应用 299

7．5　光催化自洁净表面 302

7．5．1　光诱导亲水性概述 302

7．5．2　光催化自洁净表面应用技术 304

参考文献 306

第8章　光催化环境净化应用前景展望 313

参考文献 314