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TiO2的表面改性及其光催化环境净化应用

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广东广州

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作者李宇涵

出版社科学出版社

ISBN9787030782779

出版时间2024-03

装帧平装

开本其他

定价168元

货号1203244844

上书时间2024-09-07

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商品详情

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商品描述: 目录
“博士后文库”序言

前言

第1章绪论1

1.1 引言1

1.1.1 环境问题及治理现状1

1.1.2 能源问题及应对措施3

1.2 光催化技术4

1.2.1 光催化原理4

1.2.2 研究进展6

1.2.3 面临的问题7

1.3 TiO2半导体光催化剂的研究进展8

1.3.1 TiO2的晶体结构和性质8

1.3.2 合成方法9

1.3.3 改性策略10

1.3.4 TiO2表面氟离子修饰15

1.3.5 氟离子化学诱导调控TiO2形貌17

1.3.6 氟离子诱导合成高能面TiO221

1.3.7 氟修饰TiO2的研究价值24

1.4 TiO2的光催化应用26

1.4.1 TiO2光催化在环境治理方面的应用26

1.4.2 TiO2光催化在能源开发方面的应用26

1.4.3 TiO2光催化在医学方面的应用27

1.4.4 TiO2光催化技术在其他方面的应用27

参考文献27

第2章 TiO2光催化与氟修饰改性38

2.1 引言38

2.2 TiO2光催化中的表面氟效应39

2.2.1 自由基的影响41

2.2.2 表面电子效应43

2.2.3 电子清除效应45

2.3 TiO2光催化中的氟掺杂效应46

2.3.1 氟离子掺杂的TiO247

2.3.2 TiO2与氟、非金属元素共掺杂48

2.3.3 TiO2与氟、金属元素共掺杂49

2.3.4 氟掺杂的TiO2异质结50

2.4 氟离子介导TiO2的形貌裁剪50

2.4.1 空心结构的TiO2催化剂51

2.4.2 高能面TiO2纳米晶53

2.4.3 TiO2介晶59

2.5 氟在非TiO2光催化中的作用61

2.6 氟效应的应用62

2.6.1 氟在光催化选择性氧化中的作用62

2.6.2 氟在光催化选择性降解中的作用63

2.6.3 光催化产氢过程中的氟效应65

2.6.4 氟在光催化CO2还原中的作用66

2.6.5 氟对TiO2热稳定性的影响67

2.6.6 小结68

参考文献69

第3章 TiO2氟效应及其光催化活性增强机制79

3.1 相结构对TiO2表面氟效应的影响研究79

3.1.1 引言79

3.1.2 催化剂制备81

3.1.3 催化剂表征81

3.1.4 游离羟基自由基的测定82

3.1.5 结果与讨论83

3.1.6 小结96

3.2 空心结构与表面氟修饰对TiO2光催化活性的协同作用97

3.2.1 引言97

3.2.2 催化剂制备98

3.2.3 表征测试98

3.2.4 结果与讨论99

3.2.5 小结105

3.3 氟诱导高能面TiO2的晶面调控与光催化活性105

3.3.1 引言105

3.3.2 催化剂制备106

3.3.3 表征测试106

3.3.4 结果与讨论107

3.3.5 小结118

3.4 热处理对高能面氟掺杂TiO2形貌和光催化活性的影响118

3.4.1 引言118

3.4.2 催化剂制备119

3.4.3 表征测试119

3.4.4 结果与讨论120

3.4.5 小结128

参考文献130

第4章 TiO2的微纳结构调控及光催化作用机制135

4.1 多孔TiO2纳米片降解X-3B及NO的性能增强机制135

4.1.1 引言135

4.1.2 光催化剂的制备136

4.1.3 光催化活性评价装置136

4.1.4 结果与讨论137

4.1.5 小结147

4.2 暴露(001)面TiO2纳米片对丙酮的高效光催化氧化147

4.2.1 引言147

4.2.2 光催化剂制备148

4.2.3 光催化活性评价装置149

4.2.4 结果和讨论149

4.2.5 小结160

4.3 结合静电纺丝与水热法合成TiO2纳米纤维160

4.3.1 引言160

4.3.2 光催化剂的制备161

4.3.3 光电转换效率测试163

4.3.4 结果和讨论163

4.3.5 小结172

4.4 TiO2空心微球高光催化氧化丙酮性能增强机制172

4.4.1 引言172

4.4.2 光催化剂的制备174

4.4.3 光催化活性评价装置175

4.4.4 结果与讨论175

4.4.5 小结183

4.5 暴露(001)晶面的锐钛矿相TiO2空心纳米盒及性能增强机制183

4.5.1 引言183

4.5.2 光催化剂的制备185

4.5.3 结果与讨论186

4.5.4 小结198

参考文献198

第5章 TiO2表面改性及光催化机制207

5.1 含氧空位TiO2空心微球对NO的高效光催化氧化机制207

5.1.1 引言207

5.1.2 催化剂的制备207

5.1.3 结果与讨论208

5.1.4 小结218

5.2 TiO2纳米棒组装的rGO@TiO2-NR高效降解X-3B219

5.2.1 引言219

5.2.2 光催化剂的制备219

5.2.3 结果与讨论220

5.2.4 小结231

5.3 g-C3N4修饰的TiO2纳米空心盒高效降解X-3B231

5.3.1 引言231

5.3.2 光催化剂的制备232

5.3.3 结果与讨论233

5.3.4 小结243

参考文献243

编后记248

内容摘要
本书包括5章内容，第1章为绪论部分；第2章全面概述了TiO2光催化与氟修饰改性；第3章详细概述了TiO2氟效应的应用及光催化活性增强机制；第4章总结了TiO2的微纳结构调控及光催化作用机制；第5章描述了表面改性的TiO2及相应的作用机理。全书以晶面工程为切入点，选取典型的TiO2半导体光催化材料为研究对象，从分子和原子层面探究了晶面效应、形貌调控、异质结构建与催化性能之间的构效关系。特别针对影响光催化效率的三个重要因素(光吸收效率、载流子分离效率和表面反应效率)做了详细案例解析，为光催化体系的构建、优化等基础研究和应用催化技术选代提供理论支撑和科学参考。

本书涵盖材料物理、光化学等多学科，可供从事环境工程、能源材料、化学反应工程等有关专业的高等院校师生、科研院所的科研及工程设计人员参考使用。

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