光催化及光电催化基础与应用

    环境和能源是21世纪人类面临和亟待解决的重大问题。光催化具有室温深度反应和可直接利用太阳能作为光源来驱动反应等独特性能，而成为一种理想的环境污染治理技术和洁净能源生产技术，并备受瞩目。
本书根据作者近年的研究收获并结合国内外最新研究成果，全面系统地介绍了光催化及光电催化的原理与应用。全书共分九章，第一章主要介绍光化学的理论基础。第二章介绍了半导体材料和光物理与光化学。第三章介绍了光催化的原理、存在问题、光催化剂改性以及光催化技术与其他技术的耦合。第四章主要介绍了纳米TiO2光催化剂的制备方法。第五章主要介绍了光催化的研究方法，包括光催化反应器、光催化剂的表征、光催化研究过程的分析和反应动力学分析。第六章主要介绍了TiO2表面光生电子的传输与捕获。第七章主要介绍了TiO2光催化氧化技术的应用。第八章介绍了光电催化原理与应用。第九章介绍了光电化学的研究方法。
本书可供环境化学、物理化学或相关领域的科研、教学人员参考使用。

　　环境和能源是21世纪人类面临和亟待解决的重大问题。光催化具有室温深度反应和可直接利用太阳能作为光源来驱动反应等独特性能，而成为一种理想的环境污染治理技术和洁净能源生产技术，并备受瞩目。

第一章　光化学基础
一、 光的能量与波长
二、 热化学与光化学
三、 光对分子的作用
四、光物理过程与光化学过程
参考文献
第二章　半导体光物理与光化学
第一节　半导体光物理
一、 半导体的能级结构
二、 半导体的光吸收
三、 半导体的吸收光谱
四、 半导体的发射光谱
第二节　半导体电子性质
一、 带边位置
二、 空间电荷层和能带弯曲
三、 平带电位
四、半导体催化剂的光激发
五、 半导体的光致电荷分离
六、半导体催化剂表面光生电子的迁移
第三节　二氧化钛的结构与性质
一、 氧化钛三种晶相的物理性质对比
二、 TiO2的晶格和电子结构
三、 TiO2的结构转变
参考文献
第三章　TiO2光催化原理与催化剂改性
第一节　TiO2光催化反应原理
一、光催化反应原理
二、 光催化反应步骤
三、 氧在光催化氧化反应中的作用
第二节　光催化反应类型
一、光催化反应类型
二、 光催化与光化学和热催化反应关系
第三节　TiO2光催化活性
一、 热力学因素
二、动力学因素
三、热处理对纳米TiO2光催化活性影响机理
第四节　TiO2光催化技术存在问题
第五节　TiO2光催化剂改性
一、 贵金属沉积
二、 复合半导体
三、 离子掺杂
四、光敏化
五、 表面还原处理
六、表面螯合及衍生作用
七、超强酸化
第六节　光催化与其他技术耦合
一、　微波场助光催化
二、热催化与光催化的耦合
三、光催化与电催化的耦合
第七节　TiO2光催化剂失活与再生
一、TiO2气固多相光催化反应的催化剂失活
二、TiO2液固多相光催化反应的催化剂失活
三、研究光催化剂失活的常用方法
四、解决催化剂失活问题的途径
第八节　光催化研究的新动向
一、新结构光催化剂
二、复合光催化剂
三、负载助催化剂和添加剂
四、硫化镉
参考文献
第四章　TiO2光催化剂的合成
第五章　光催化研究方法
第六章　光生电子的传输与捕获
第七章　光催化氧化技术的应用
第八章　光电催化原理与应用
第九章　光电化学研究方法

光催化反应是利用光能进行物质转化的一种方式，是光和物质之间相互作用的多种方式之一，是物质在光和催化剂同时作用下所进行的化学反应。光催化是催化化学、光电化学、半导体物理、材料科学和环境科学等多学科交叉的新兴研究领域。 环境和能源是21世纪人类面临和亟待解决的重大问题，光催化以其室温深度反应和可直接利用太阳能作为光源来驱动反应等独特性能，而成为一种理想的环境污染治理技术和洁净能源生产技术。1972年，A. Fujishima和K. Honda在n型半导体TiO2电极上发现了水的光电催化分解作用。以此为契机，开始了多相催化研究的新纪元。以20世纪70年代世界范围内的能源危机为背景，前期研究大..