非均相光催化基礎(chǔ)與應(yīng)用

第1章  非均相光催化基礎(chǔ)  001
1.1  基本概念  001
1.1.1  光催化反應(yīng)及光催化劑  001
1.1.2  光催化反應(yīng)的類型  002
1.2  半導(dǎo)體的光催化反應(yīng)機(jī)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(dǎo)體光催化反應(yīng)機(jī)理  005
1.2.4  反應(yīng)過程動(dòng)力學(xué)  007
1.2.5  影響光催化反應(yīng)的因素  008
參考文獻(xiàn)  013
第2章  TiO2光催化劑  014
2.1  TiO2光催化劑的結(jié)構(gòu)  014
2.1.1  TiO2的晶體結(jié)構(gòu)  014
2.1.2  TiO2的能帶結(jié)構(gòu)與帶隙  016
2.1.3  能帶彎曲和Schotky勢(shì)壘  018
2.2  TiO2晶體的X射線衍射的性質(zhì)  020
2.3  TiO2晶體的電子性質(zhì)  021
2.4  TiO2晶體的光學(xué)性質(zhì)  023
2.5  TiO2光催化劑的設(shè)計(jì)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(jié)構(gòu)  038
2.5.6  空洞結(jié)構(gòu)納微米TiO2  042
參考文獻(xiàn)  051
第3章  非TiO2光催化劑  055
3.1  過渡金屬?gòu)?fù)合物  056
3.2  鎘離子與硫?qū)僭亟M成的ⅡB-ⅥA族半導(dǎo)體光催化劑  057
3.3  金屬-有機(jī)骨架結(jié)構(gòu)  058
3.3.1  MOF組裝和結(jié)構(gòu)  058
3.3.2  MOF作為光催化劑的反應(yīng)機(jī)制  059
3.3.3  MOF在水污染物治理中的應(yīng)用  060
3.4  鈣鈦礦型光催化劑  060
3.4.1  鈣鈦礦光催化反應(yīng)機(jī)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(jī)聚合物半導(dǎo)體光催化劑）  067
3.5.1  類石墨相氮化碳（g-C3N4）  068
3.5.2  共價(jià)有機(jī)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(xiàn)  080
第4章  光催化劑的表面修飾  084
4.1  復(fù)合半導(dǎo)體  085
4.1.1  寬帶隙半導(dǎo)體修飾  085
4.1.2  窄帶隙半導(dǎo)體修飾  086
4.1.3  修飾用半導(dǎo)體的尺寸效應(yīng)  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(xué)沉積  091
4.3.2  金屬-載體的光譜性質(zhì)  092
4.3.3  金屬沉積誘導(dǎo)的光化學(xué)性質(zhì)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(qiáng)酸光催化劑  104
4.7  多元化修飾技術(shù)  105
4.8  光催化劑的負(fù)載  107
4.9  Z型異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)光催化劑  108
4.10  一維納米結(jié)構(gòu)的表面修飾  110
4.10.1  摻雜  110
4.10.2  包覆  111
參考文獻(xiàn)  113
第5章  高級(jí)氧化反應(yīng)  116
5.1  高級(jí)氧化反應(yīng)的類型  118
5.1.1  Fenton反應(yīng)  118
5.1.2  Fenton反應(yīng)機(jī)理  118
5.1.3  類Fenton反應(yīng)  119
5.1.4  Fenton反應(yīng)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(jí)氧化與光催化  123
5.3  高級(jí)氧化與光催化體系的應(yīng)用  125
參考文獻(xiàn)  126
第6章  光催化在基礎(chǔ)有機(jī)化學(xué)研究中的應(yīng)用  128
6.1  有機(jī)化合物的光催化反應(yīng)  128
6.1.1  有機(jī)化合物的光催化氧化  128
6.1.2  有機(jī)化合物的光催化還原  128
6.1.3  有機(jī)化合物的光催化異構(gòu)化  130
6.1.4  有機(jī)化合物的光催化取代  131
6.2  光催化在基礎(chǔ)有機(jī)合成中的應(yīng)用  131
6.2.1  光催化有機(jī)合成的基本過程  132
6.2.2  影響光催化有機(jī)合成效率和選擇性的因素  133
6.2.3  代表性的光催化有機(jī)合成反應(yīng)  137
6.2.4  光催化劑在選擇性有機(jī)合成中的應(yīng)用  138
參考文獻(xiàn)  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(yīng)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(yīng)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(xiàn)  158
第8章  非均相光催化在能源領(lǐng)域的應(yīng)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(yīng)機(jī)制  170
8.2.2  TiO2催化的CO2光還原反應(yīng)  171
8.2.3  MOF在CO2非均相光催化還原反應(yīng)中的應(yīng)用  172
8.2.4  CO2光催化還原反應(yīng)在環(huán)境和能源方面的利用  173
參考文獻(xiàn)  174
第9章  碳點(diǎn)及其復(fù)合物的光催化反應(yīng)  176
9.1  碳點(diǎn)的分類及電子結(jié)構(gòu)  176
9.2  碳點(diǎn)的光譜性能  178
9.2.1 “自上而下法”合成的碳點(diǎn)的光譜特性  178
9.2.2 “自下而上法”合成碳點(diǎn)的光譜特征  180
9.2.3 “有機(jī)全合成法”合成碳點(diǎn)  182
9.3  碳點(diǎn)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(zhuǎn)光劑  187
9.4  碳點(diǎn)在光催化領(lǐng)域中的應(yīng)用  187
9.4.1  有機(jī)光合成  187
9.4.2  光催化分解水產(chǎn)氫  188
9.4.3  CO2光還原  190
9.4.4  污染物治理  190
參考文獻(xiàn)  192