氧化亚铜基可见光催化剂制备及性能研究

环境污染和能源危机是当今人类面临的两大问题。其中，水污染是主要的环境问题之一。为了解决这一问题，光催化降解被认为是一种高效、环境友好的方法。尽管已经报道了许多关于Cu2O光催化剂的研究，但基于Cu2O的光催化剂的活性和稳定性仍然存在一些严重的问题：如氧化条件不稳定，光生空穴和电子的快速复合等。因此，本书的目的是通过与其他半导体形成异质结或者和其他具有大比表面积的导电材料负载来实现光生电子-空穴对在催化剂中的快速分离，从而开发高效且稳定的Cu2O基光催化剂。此外，书中还将探讨有机污染物降解过程的光催化反应机理。
本书共分6章，其中第1章系统概述了Cu2O及Cu2O基复合材料制备方法的研究现状及其降解有机污染物的反应机理；第2章重点介绍了Cu2O基光催化剂的制备及表征方法；第3章介绍了p-n型异质结g-C3N4/Cu2O光催化降解四环素的研究，通过对催化剂及反应条件的优化，探索提高光催化剂活性的有效途径和方法；第4章介绍了Z型异质结UiO-66-NH2/Cu2O光催化降解甲基橙的研究，通过考察不同比例的UiO-66-NH2及反应条件的优化来探索提高光催化剂活性和稳定性的方法；第5章介绍了肖特基型异质结Ti3C2Tx/Cu2O光催化降解四环素的研究，通过对催化剂及反应条件的优化，探索提高可见光光催化剂活性的途径和方法；第6章介绍了Cu2O复合不同碳材料和多孔材料光催化剂的降解应用研究，通过对催化剂负载比例及反应条件的优化来研究具有大比表面积的导电材料在光催化剂中的应用。
第3～5章构建了不同类型的异质结结构，通过提高电子的捕捉位点，降低光生载流子的复合率；分别构建出p-n型、Z型、肖特基型异质结结构，通过协同效应降低电子-空穴对的复合率，进而达到提高光催化降解四环素和甲基橙的性能和稳定性的目的。通过活性组分评价探讨反应过程中的活性组分，深入研究电子结构和界面结构对光生电子迁移机理和性能之间的关系，进而揭示光催化反应机理。
本书得到了山西省面上基金项目（201901D111308）和山西大同大学博士科研启动基金的资助，在此表示感谢。
由于笔者学识和经验有限，书中难免有疏漏之处，敬请读者批评指正，不胜感激。

赵  强  
2021年8月

    本书主要介绍了纳米Cu2O基材料光催化降解有机污染物的相关研究成果，对Cu2O分别与其它半导体及不同材料复合后的光催化特性进行了探讨和研究，并对Cu2O基纳米材料的光催化原理、制备方法，以及其在废水处理等相关应用进行了系统的研究。第1章为绪论，概述了Cu2O及Cu2O基化合物制备方法的研究现状及降解有机污染物的机理；第2章介绍了Cu2O基光催化剂的制备及表征方法；第3-5章分别介绍了p-n、Z型、肖基特异质结的光催化降解应用研究；第6章介绍了Cu2O复合不同材料光催化剂的降解应用研究。可供从事光催化材料及废水处理等领域的科研技术人员及高校功能材料及环境化学专业师生参考。

赵强，1999年毕业于雁北师范学院，2007年毕业于太原理工大学，2021年毕业于日本弘前大学获博士学位，目前就职于山西大同大学化学与化工学院，主要从事Cu2O基纳米光催化降解环境污染物的研究。在《Separation and Purification Technology》、《ACS Applied Nano Materials》、《Ceramics International》、《Journal of Photochemistry & Photobiology A: Chemistry》等学术期刊发表论文10余篇，主持山西省基金1项，参与国家基金及省级基金5项。

第1章  绪论 001
　1.1  引言 002
　1.2  Cu2O光催化剂 003
　　1.2.1  具有规则多面体结构的纳米Cu2O晶体 003
　　1.2.2  中空纳米结构Cu2O 007
　　1.2.3  一维Cu2O纳米晶体 007
　1.3  Cu2O基多相催化剂 009
　　1.3.1  金属/Cu2O复合材料 009
　　1.3.2  Cu2O/金属氧化物复合材料 015
　　1.3.3  Cu2O/其他化合物 023
　1.4  结语 033
　参考文献 033

第2章  催化剂的制备与表征方法 050
　2.1  试剂与仪器 051
　2.2  Cu2O的制备 052
　　2.2.1  Cu2O（菱方十二面体）的制备 052
　　2.2.2  Cu2O（立方体）的制备 052
　2.3  Cu2O基光催化剂的制备 053
　　2.3.1  Cu2O/EG光催化剂的制备 053
　　2.3.2  KAPs-B/Cu2O光催化剂的制备 054
　　2.3.3  UiO-66-NH2/Cu2O光催化剂的制备 055
　　2.3.4  g-C3N4纳米片/Cu2O光催化剂的制备 055
　　2.3.5  Ti3C2Tx/Cu2O光催化剂的制备 056
　　2.3.6  N-CMK-3/Cu2O光催化剂的制备 057
　　2.3.7  Cu2O/CNTs光催化剂的制备 058
　2.4  光催化剂的表征方法 058
　　2.4.1  结构表征 058
　　2.4.2  光催化性能评价 059
　　2.4.3  活性组分 059

第3章  p-n型异质结光催化剂g-C3N4/Cu2O 060
　3.1  引言 061
　3.2  g-C3N4/Cu2O催化剂的结构与性能表征 062
　3.3  光催化降解四环素性能测试 067
　3.4  光催化活性组分测试及机理研究 068
　参考文献 070

第4章  Z型异质结光催化剂UiO-66-NH2/Cu2O 074
　4.1  引言 075
　4.2  UiO-66-NH2/Cu2O催化剂的表征分析 076
　4.3  光催化降解甲基橙性能测试 082
　4.4  光催化活性组分测试及机理研究 083
　参考文献 085

第5章  肖特基型异质结光催化剂Ti3C2Tx/Cu2O 088
　5.1  引言 089
　5.2  Ti3C2Tx/Cu2O催化剂的结构与性能表征 091
　5.3  光催化降解四环素性能测试 095
　5.4  光催化机理研究 096
　参考文献 098

第6章  Cu2O复合其他材料光催化剂 102
　6.1  引言 103
　6.2  KAPs-B/Cu2O光催化剂光催化性能研究 109
　　6.2.1  KAPs-B/Cu2O光催化剂的表征分析 109
　　6.2.2  光催化性能测试 114
　　6.2.3  光催化活性组分测试及机理研究 116
6.3  Cu2O复合碳材料的研究 117
    6.3.1  N-CMK-3光催化剂光催化性能研究 117
    6.3.2  Cu2O/EG光催化剂光催化性能研究 124
    6.3.3  Cu2O/CNTs复合材料光催化性能研究 127
　参考文献 131
　

    本书主要介绍了纳米Cu2O基材料光催化降解有机污染物的相关研究成果，对Cu2O分别与其它半导体及不同材料复合后的光催化特性进行了探讨和研究，并对Cu2O基纳米材料的光催化原理、制备方法，以及其在废水处理等相关应用进行了系统的研究。第1章为绪论，概述了Cu2O及Cu2O基化合物制备方法的研究现状及降解有机污染物的机理；第2章介绍了Cu2O基光催化剂的制备及表征方法；第3-5章分别介绍了p-n、Z型、肖基特异质结的光催化降解应用研究；第6章介绍了Cu2O复合不同材料光催化剂的降解应用研究。可供从事光催化材料及废水处理等领域的科研技术人员及高校功能材料及环境化学专业师生参考。

赵强，1999年毕业于雁北师范学院，2007年毕业于太原理工大学，2021年毕业于日本弘前大学获博士学位，目前就职于山西大同大学化学与化工学院，主要从事Cu2O基纳米光催化降解环境污染物的研究。在《Separation and Purification Technology》、《ACS Applied Nano Materials》、《Ceramics International》、《Journal of Photochemistry & Photobiology A: Chemistry》等学术期刊发表论文10余篇，主持山西省基金1项，参与国家基金及省级基金5项。