《光催化及光電催化基礎與套用》是由劉守新，劉鴻 編寫，化學工業出版社出版的一本書籍。本書根據作者近年的研究收穫並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套用。
基本介紹
- 書名：光催化及光電催化基礎與套用
- 作者：劉守新，劉鴻
- ISBN：9787502576165
- 出版社：化學工業出版社
基本信息,內容簡介,目錄,
基本信息
作 者：劉守新，劉鴻 著出 版 社：化學工業出版社ISBN：9787502576165出版時間：2007-01-01版 次：1頁 數：350裝 幀：平裝開 本：大32開所屬分類：圖書 > 科技 > 電子與通信
內容簡介
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淨能源生產技術，並備受矚目。
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光催化劑的製備方法。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光催化氧化技術的套用。第八章介紹了光電催化原理與套用。第九章介紹了光電化學的研究方法。
目錄
第一章光化學基礎1
一、 光的能量與波長1
二、 熱化學與光化學5
三、 光對分子的作用6
四、光物理過程與光化學過程13
參考文獻17
第二章半導體光物理與光化學18
第一節半導體光物理18
一、 半導體的能級結構19
二、 半導體的光吸收21
三、 半導體的吸收光譜22
四、 半導體的發射光譜23
第二節半導體電子性質26
一、 帶邊位置26
二、 空間電荷層和能帶彎曲28
三、 平帶電位 30
四、半導體催化劑的光激發32
五、 半導體的光致電荷分離39
六、半導體催化劑表面光生電子的遷移39
第三節二氧化鈦的結構與性質44
一、 氧化鈦三種晶相的物理性質對比44
二、 TiO2的晶格和電子結構45
三、 TiO2的結構轉變 49
參考文獻50
第三章TiO2光催化原理與催化劑改性51
第一節TiO2光催化反應原理51
一、光催化反應原理51
二、 光催化反應步驟52
三、 氧在光催化氧化反應中的作用54
第二節光催化反應類型55
一、光催化反應類型55
二、 光催化與光化學和熱催化反應關係57
第三節TiO2光催化活性59
一、 熱力學因素59
二、動力學因素64
三、熱處理對納米TiO2光催化活性影響機理69
第四節TiO2光催化技術存在問題74
第五節TiO2光催化劑改性76
一、 貴金屬沉積77
二、 複合半導體79
三、 離子摻雜80
四、光敏化87
五、 表面還原處理88
六、表面螯合及衍生作用88
七、超強酸化89
第六節光催化與其他技術耦合91
一、 微波場助光催化92
二、熱催化與光催化的耦合95
三、光催化與電催化的耦合96
第七節TiO2光催化劑失活與再生96
一、TiO2氣固多相光催化反應的催化劑失活96
二、TiO2液固多相光催化反應的催化劑失活100
三、研究光催化劑失活的常用方法104
四、解決催化劑失活問題的途徑106
第八節光催化研究的新動向109
一、新結構光催化劑109
二、複合光催化劑109
三、負載助催化劑和添加劑110
四、硫化鎘111
參考文獻112
第四章TiO2光催化劑的合成118
第一節液相法合成TiO2119
一、液相沉澱法119
二、溶膠?凝膠法121
三、醇鹽水解沉澱法126
四、微乳液法126
五、水熱法128
第二節氣相法合成TiO2129
一、TiCl4氫氧焰水解法129
二、TiCl4氣相氧化法129
三、鈦醇鹽氣相氧化法131
四、鈦醇鹽氣相水解法132
五、鈦醇鹽氣相熱解法133
參考文獻135
第五章光催化研究方法136
第一節光催化反應器136
一、實驗室光催化反應器136
二、光催化反應時間控制器138
三、實用型光催化反應器139
第二節分析方法142
第三節光催化研究過程的分析方法155
一、目標物的分析方法156
二、終產物分析159
三、中間產物分析方法162
四、中間產物毒性分析166
第四節動力學研究168
一、吸附在光催化降解中的作用168
二、光催化降解動力學方程式169
三、吸附對光催化反應動力學方程式的影響172
參考文獻174
第六章光生電子的傳輸與捕獲176
第一節製備方法對Ag/TiO2光催化活性的影響176
一、Ag/TiO2光催化劑的製備177
二、催化劑活性178
第二節Ag擔載量變化對TiO2光催化活性的影響機理183
一、Ag擔載量變化對TiO2光催化活性的影響183
二、TiO2表面Ag分布與形貌185
三、Ag/TiO2的光譜特徵185
四、Ag擔載量變化影響TiO2催化活性的機理187
第三節Ag擔載對TiO2界面光生電子傳輸與捕獲的影響189
一、電子順磁共振測試189
二、無氧條件下Ag/TiO2和TiO2活性193
三、氧氣流量對Ag/TiO2活性的影響194
四、H2O2對TiO2和Ag/TiO2光催化活性的影響195
五、Ag擔載對TiO2界面光生電子傳輸與捕獲的影響196
第四節Ag/TiO2對Cr（Ⅵ）的光催化還原197
一、Cr6+在Ag/TiO2和TiO2上的吸附198
二、pH對Cr6+光催化還原的影響198
三、空穴捕獲劑對Cr6+光催化還原的影響201
四、Ag擔載提高TiO2光催化還原活性的作用機理202
參考文獻203
第七章光催化氧化技術的套用206
第一節有機污染物的光催化降解207
一、 液相條件下有機污染物的光催化降解214
二、氣相有機污染物的光催化降解248
第二節無機污染物的處理259
一、 金屬離子的光催化還原260
二、無機陰離子或氣體有害物質的降解272
第三節光催化分解水制氫273
一、水的太陽能光解273
二、 半導體光催化水解制氫274
三、新的光催化劑和反應體系277
第四節TiO2界面的超親水性280
一、TiO2薄膜的超親水性機理281
二、TiO2超親水性薄膜的製備283
三、影響TiO2薄膜超親水性的因素283
四、改善超親水性的措施290
五、TiO2超親水性能的套用291
第五節光催化殺菌296
一、TiO2的光催化殺菌機理297
二、TiO2光催化殺菌特點300
三、TiO2光催化殺菌過程的超微結構302
四、影響TiO2膜光催化抗菌材料性能的因素304
五、 TiO2光催化抗菌材料性能的提高305
六、TiO2光催化殺菌技術的套用308
七、研究與發展方向311
第六節光催化合成反應312
一、還原——氫轉移反應312
二、還原羧化反應 313
三、氧化反應313
四、複合氧化還原反應314
參考文獻315
第八章光電催化原理與套用323
第一節光電催化原理324
第二節光電催化電極326
第三節光電催化反應器327
第四節光電催化反應的影響因素329
一、 外加電壓329
二、 外加電流329
三、pH值的影響331
四、 氧的作用334
五、電子接受劑335
六、光電催化在實際水處理中的套用前景337
參考文獻337
