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環境和能源是21世紀人類面臨和亟待解決的重大問題。光催化具有室溫深度反應和可直接利用太陽能作為光源來驅動反應等獨特性能，而成為一種理想的環境污染治理技術和潔凈能源生產技術，并備受矚目。本書根據作者近年的研究收獲并結合國內外最新研究成果，全面系統地介紹了光催化及光電催化的原理與應用。全書共分九章，第一章主要介紹光化學的理論基礎。第二章介紹了半導體材料和光物理與光化學。第三章介紹了光催化的原理、存在問題、光催化劑改性以及光催化技術與其他技術的耦合。第四章主要介紹了納米TiO2光催化劑的制備方法。第五章主要介紹了光催化的研究方法，包括光催化反應器、光催化劑的表征、光催化研究過程的分析和反應動力學分析。第六章主要介紹了TiO2表面光生電子的傳輸與捕獲。第七章主要介紹了TiO2光催化氧化技術的應用。第八章介紹了光電催化原理與應用。第九章介紹了光電化學的研究方法。本書可供環境化學、物理化學或相關領域的科研、教學人員參考使用。
目次
第一章 光化學基礎
一、 光的能量與波長
二、 熱化學與光化學
三、 光對分子的作用
四、光物理過程與光化學過程
參考文獻
第二章 半導體光物理與光化學
第一節 半導體光物理
一、 半導體的能級結構
二、 半導體的光吸收
三、 半導體的吸收光譜
四、 半導體的發射光譜
第二節 半導體電子性質
一、 帶邊位置
二、 空間電荷層和能帶彎曲
三、 平帶電位
四、半導體催化劑的光激發
五、 半導體的光致電荷分離
六、半導體催化劑表面光生電子的遷移
第三節 二氧化鈦的結構與性質
一、 氧化鈦三種晶相的物理性質對比
二、 TiO2的晶格和電子結構
三、 TiO2的結構轉變
參考文獻
第三章 TiO2光催化原理與催化劑改性
第一節 TiO2光催化反應原理
一、光催化反應原理
二、 光催化反應步驟
三、 氧在光催化氧化反應中的作用
第二節 光催化反應類型
一、光催化反應類型
二、 光催化與光化學和熱催化反應關系
第三節 TiO2光催化活性
一、 熱力學因素
二、動力學因素
三、熱處理對納米TiO2光催化活性影響機理
第四節 TiO2光催化技術存在問題
第五節 TiO2光催化劑改性
一、 貴金屬沉積
二、 復合半導體
三、 離子摻雜
四、光敏化
五、 表面還原處理
六、表面螯合及衍生作用
七、超強酸化
第六節 光催化與其他技術耦合
一、 微波場助光催化
二、熱催化與光催化的耦合
三、光催化與電催化的耦合
第七節 TiO2光催化劑失活與再生
一、TiO2氣固多相光催化反應的催化劑失活
二、TiO2液固多相光催化反應的催化劑失活
三、研究光催化劑失活的常用方法
四、解決催化劑失活問題的途徑
第八節 光催化研究的新動向
一、新結構光催化劑
二、復合光催化劑
三、負載助催化劑和添加劑
四、硫化鎘
參考文獻
第四章 TiO2光催化劑的合成
第五章 光催化研究方法
第六章 光生電子的傳輸與捕獲
第七章 光催化氧化技術的應用
第八章 光電催化原理與應用
第九章 光電化學研究方法
一、 光的能量與波長
二、 熱化學與光化學
三、 光對分子的作用
四、光物理過程與光化學過程
參考文獻
第二章 半導體光物理與光化學
第一節 半導體光物理
一、 半導體的能級結構
二、 半導體的光吸收
三、 半導體的吸收光譜
四、 半導體的發射光譜
第二節 半導體電子性質
一、 帶邊位置
二、 空間電荷層和能帶彎曲
三、 平帶電位
四、半導體催化劑的光激發
五、 半導體的光致電荷分離
六、半導體催化劑表面光生電子的遷移
第三節 二氧化鈦的結構與性質
一、 氧化鈦三種晶相的物理性質對比
二、 TiO2的晶格和電子結構
三、 TiO2的結構轉變
參考文獻
第三章 TiO2光催化原理與催化劑改性
第一節 TiO2光催化反應原理
一、光催化反應原理
二、 光催化反應步驟
三、 氧在光催化氧化反應中的作用
第二節 光催化反應類型
一、光催化反應類型
二、 光催化與光化學和熱催化反應關系
第三節 TiO2光催化活性
一、 熱力學因素
二、動力學因素
三、熱處理對納米TiO2光催化活性影響機理
第四節 TiO2光催化技術存在問題
第五節 TiO2光催化劑改性
一、 貴金屬沉積
二、 復合半導體
三、 離子摻雜
四、光敏化
五、 表面還原處理
六、表面螯合及衍生作用
七、超強酸化
第六節 光催化與其他技術耦合
一、 微波場助光催化
二、熱催化與光催化的耦合
三、光催化與電催化的耦合
第七節 TiO2光催化劑失活與再生
一、TiO2氣固多相光催化反應的催化劑失活
二、TiO2液固多相光催化反應的催化劑失活
三、研究光催化劑失活的常用方法
四、解決催化劑失活問題的途徑
第八節 光催化研究的新動向
一、新結構光催化劑
二、復合光催化劑
三、負載助催化劑和添加劑
四、硫化鎘
參考文獻
第四章 TiO2光催化劑的合成
第五章 光催化研究方法
第六章 光生電子的傳輸與捕獲
第七章 光催化氧化技術的應用
第八章 光電催化原理與應用
第九章 光電化學研究方法
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