半导体光催化环境净化

目录第1章 半导体光催化原理与金属硫化物光催化分解水产氢11.1 引言11.2 半导体光催化原理21.3 金属硫化物光催化分解水产氢41.3.1 金属硫化物产氢光催化剂51.3.2 金属硫化物产氢性能提升策略71.4 小结13参考文献13第2章 半导体光催化中的非贵金属助催化剂MXene172.1 引言172.2 MXene的剥离方法182.3 以MXene为助剂的杂化光催化材料192.3.1 机械混合法192.3.2 自组装法202.3.3 原位氧化法202.4 MXene作为助催化剂的光催化机理202.5 MXene基复合材料在光催化中的应用212.5.1 光催化析氢212.5.2 光催化还原CO2242.5.3 光催化固氮272.5.4 有机污染物的光催化氧化282.6 小结30参考文献31第3章 MOFs超薄纳米片与CdS纳米棒复合高效光催化分解水制氢353.1 引言353.2 实验部分363.2.1 药品与试剂363.2.2 催化剂制备373.2.3 催化剂表征373.2.4 光催化活性测试383.3 结果与讨论383.3.1 晶相结构与形貌分析383.3.2 样品表面化学状态403.3.3 光学性质与能带结构423.3.4 光催化性能433.3.5 光生载流子分离与转移路径分析463.4 小结50参考文献50第4章 (001)TiO2/Ti3C2复合材料光催化还原CO2544.1 引言544.2 实验部分554.2.1 催化剂制备554.2.3 催化剂表征564.2.4 光电化学测试564.2.5 光催化CO2还原活性测试564.3 结果与讨论574.3.1 晶相结构与形貌分析574.3.2 X射线光电子能谱与傅里叶红外分析594.3.3 光学性质与N2吸脱附*线分析634.3.4 光电化学性质654.3.5 光催化CO2还原活性与中间物种鉴定654.3.6 光催化机理674.4 小结68参考文献69第5章 Ti3C2/g-C3N4纳米片的二维复合异质结光催化还原CO2715.1 引言715.2 实验部分725.2.1 催化剂制备725.2.2 催化剂表征735.2.3 光催化还原CO2735.3 结果与讨论745.3.1 超薄2D/2DTi3C2/g-C3N4异质结形成机理745.3.2 形貌分析755.3.3 晶相结构与光吸收775.3.4 比表面积与CO2吸附785.3.5 光催化CO2还原805.3.6 原位红外光谱分析825.3.7 电荷迁移与分离835.3.8 光催化机理865.4 小结87参考文献87第6章 多孔材料在CO2还原中的应用916.1 引言916.2 光催化还原CO2原理916.2.1 CO2吸附和活化926.2.2 电子和空穴的分离特性936.2.3 反应模式946.3 高效CO2吸附多孔材料946.3.1 无机多孔材料956.3.2 有机-无机杂化多孔材料966.3.3 有机多孔材料976.4 光催化CO2还原研究进展996.4.1 无机半导体催化剂996.4.2 MOFs基光催化剂1006.4.3 MOPs基光催化剂1056.4.4 多孔材料复合光催化剂107参考文献111第7章 微孔聚合物修饰TiO2空心微球还原空气中的CO21187.1 引言1187.2 实验部分1197.2.1 SiO2球及SiO2@TiO2核壳结构制备1197.2.2 TiO2/卟啉基MOP（HUST-1）制备1197.2.3 TiO2/HUST-1-Pd和HUST-1-Pd制备1207.2.4 Pd/TiO2制备1207.2.5 光催化CO2还原测试1207.2.6 样品表征1207.3 结果与讨论1217.3.1 TiO2/HUST-1-Pd的优化1217.3.2 刻蚀条件优化1247.3.3 形貌与结构1257.3.4 孔隙结构与CO2吸附性能1307.3.5 光催化CO2还原活性与稳定性1327.3.6 光电化学与电化学性质1337.3.7 光催化CO2还原反应的路径1347.4 小结139参考文献139第8章 氰基缺陷协同CaCO3增强氮化碳纳米片光催化去除氮氧化物1428.1 引言1428.2 实验部分1438.2.1 氰基与CaCO3共修饰g-C3N4纳米片（xCa-CN）的制备1438.2.2 纯g-C3N4纳米片（CN）和体相g-C3N4（BCN）的制备1448.2.3 光催化去除NO实验1448.2.4 原位红外光谱检测1458.3 结果与讨论1458.3.1 理化性质分析1458.3.2 光学性质与能带结构1498.3.3 光催化去除NO性能1508.3.4 光催化性能增强机理1528.4 小结158参考文献158第9章 单原子铁修饰TiO2空心微球可见光催化氧化氮氧化物1639.1 引言1639.2 实验部分1649.2.1 催化剂制备1649.2.2 催化剂表征1659.2.3 （光）电化学测量1659.2.4 NO光催化氧化实验1659.2.5 原位红外漫反射光谱测试1669.3 结果与讨论1669.4 小结178参考文献178第10章 光催化中的绝缘体材料18010.1 引言18010.2 绝缘体在光催化中的作用18310.2.1 作为助催化剂18410.2.2 作为基底催化剂18810.2.3 作为隔绝层19110.3 绝缘体光催化剂激活策略19310.3.1 氧空位的引入19310.3.2 金属缺陷的引入19510.3.3 局域表面等离子体效应的利用19610.4 小结197参考文献198第11章 天然矿物及其在环境修复中的应用20211.1 引言20211.2 天然矿物分类20411.2.1 硫化物矿物20411.2.2 氧化物和氢氧化物矿物20411.2.3 含氧盐矿物20411.2.4 其他矿物20711.3 天然矿物在环境修复中的应用20711.3.1 光催化杀菌及NO的去除20711.3.2 基于高级氧化技术的水体净化21011.3.3 重金属和挥发性有机化合物的吸附去除21211.4 小结214参考文献215