非均相光催化基礎與應用

第1章  非均相光催化基礎  001
1.1  基本概念  001
1.1.1  光催化反應及光催化劑  001
1.1.2  光催化反應的類型  002
1.2  半導體的光催化反應機制  003
1.2.1  帶隙激發(fā)  003
1.2.2  去活化過程  004
1.2.3  半導體光催化反應機理  005
1.2.4  反應過程動力學  007
1.2.5  影響光催化反應的因素  008
參考文獻  013
第2章  TiO2光催化劑  014
2.1  TiO2光催化劑的結構  014
2.1.1  TiO2的晶體結構  014
2.1.2  TiO2的能帶結構與帶隙  016
2.1.3  能帶彎曲和Schotky勢壘  018
2.2  TiO2晶體的X射線衍射的性質  020
2.3  TiO2晶體的電子性質  021
2.4  TiO2晶體的光學性質  023
2.5  TiO2光催化劑的設計與制備  024
2.5.1  TiO2納米晶體  025
2.5.2  TiO2納米晶體的制備  027
2.5.3  TiO2納米晶體的尺寸、晶相和形態(tài)控制  031
2.5.4  板鈦礦型TiO2  035
2.5.5  TiO2一維納米結構  038
2.5.6  空洞結構納微米TiO2  042
參考文獻  051
第3章  非TiO2光催化劑  055
3.1  過渡金屬復合物  056
3.2  鎘離子與硫屬元素組成的ⅡB-ⅥA族半導體光催化劑  057
3.3  金屬-有機骨架結構  058
3.3.1  MOF組裝和結構  058
3.3.2  MOF作為光催化劑的反應機制  059
3.3.3  MOF在水污染物治理中的應用  060
3.4  鈣鈦礦型光催化劑  060
3.4.1  鈣鈦礦光催化反應機制  061
3.4.2  鈣鈦礦光催化劑的發(fā)展  063
3.5  共軛聚合物類光催化劑（有機聚合物半導體光催化劑）  067
3.5.1  類石墨相氮化碳（g-C3N4）  068
3.5.2  共價有機骨架聚合物  073
3.5.3  共軛微孔聚合物  075
3.5.4  線型和梯形共軛聚合物  076
3.5.5  共軛超分子自組裝光催化劑  078
參考文獻  080
第4章  光催化劑的表面修飾  084
4.1  復合半導體  085
4.1.1  寬帶隙半導體修飾  085
4.1.2  窄帶隙半導體修飾  086
4.1.3  修飾用半導體的尺寸效應  087
4.2  染料敏化  089
4.3  金屬沉積  090
4.3.1  金屬納米顆粒在光活性氧化物上的光化學沉積  091
4.3.2  金屬-載體的光譜性質  092
4.3.3  金屬沉積誘導的光化學性質改變  098
4.4  金屬摻雜  100
4.5  非金屬摻雜  101
4.6  TiO2基固體超強酸光催化劑  104
4.7  多元化修飾技術  105
4.8  光催化劑的負載  107
4.9  Z型異質結結構光催化劑  108
4.10  一維納米結構的表面修飾  110
4.10.1  摻雜  110
4.10.2  包覆  111
參考文獻  113
第5章  高級氧化反應  116
5.1  高級氧化反應的類型  118
5.1.1  Fenton反應  118
5.1.2  Fenton反應機理  118
5.1.3  類Fenton反應  119
5.1.4  Fenton反應的影響因素  120
5.1.5  過氧化氫組合體系  121
5.1.6  其他體系：雜多酸鹽/H2O2光催化體系  123
5.2  高級氧化與光催化  123
5.3  高級氧化與光催化體系的應用  125
參考文獻  126
第6章  光催化在基礎有機化學研究中的應用  128
6.1  有機化合物的光催化反應  128
6.1.1  有機化合物的光催化氧化  128
6.1.2  有機化合物的光催化還原  128
6.1.3  有機化合物的光催化異構化  130
6.1.4  有機化合物的光催化取代  131
6.2  光催化在基礎有機合成中的應用  131
6.2.1  光催化有機合成的基本過程  132
6.2.2  影響光催化有機合成效率和選擇性的因素  133
6.2.3  代表性的光催化有機合成反應  137
6.2.4  光催化劑在選擇性有機合成中的應用  138
參考文獻  147
第7章  光催化環(huán)境凈化材料  149
7.1  光催化在環(huán)境治理方面的應用  149
7.1.1  光催化氧化能力  150
7.1.2  光致超親水性  150
7.2  利用光催化反應處理污水  153
7.3  空氣凈化  156
7.4  抗菌、防霉、除臭  157
參考文獻  158
第8章  非均相光催化在能源領域的應用  159
8.1  光催化分解水制氫  159
8.1.1  助催化劑  160
8.1.2  犧牲劑  164
8.2  CO2的光催化還原  169
8.2.1  CO2光催化還原反應機制  170
8.2.2  TiO2催化的CO2光還原反應  171
8.2.3  MOF在CO2非均相光催化還原反應中的應用  172
8.2.4  CO2光催化還原反應在環(huán)境和能源方面的利用  173
參考文獻  174
第9章  碳點及其復合物的光催化反應  176
9.1  碳點的分類及電子結構  176
9.2  碳點的光譜性能  178
9.2.1 “自上而下法”合成的碳點的光譜特性  178
9.2.2 “自下而上法”合成碳點的光譜特征  180
9.2.3 “有機全合成法”合成碳點  182
9.3  碳點在非均相光催化過程中的作用  184
9.3.1  光催化劑  184
9.3.2  光敏劑  185
9.3.3  轉光劑  187
9.4  碳點在光催化領域中的應用  187
9.4.1  有機光合成  187
9.4.2  光催化分解水產氫  188
9.4.3  CO2光還原  190
9.4.4  污染物治理  190
參考文獻  192