目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 引言 1
1.2 TiO2的結(jié)構(gòu)特征與光催化原理 2
1.2.1 TiO2的結(jié)構(gòu)特征 2
1.2.2 TiO2的光催化原理 4
1.3 TiO2基納米材料的制備方法 5
1.3.1 溶膠-凝膠法 6
1.3.2 水熱法 6
1.3.3 化學(xué)氣相沉積法 7
1.3.4 化學(xué)氣相水解法 7
1.3.5 粉末固定化TiO2薄膜的制備 7
1.3.6 TiO2沉積薄膜的制備 8
1.3.7 “原位”TiO2薄膜的制備 9
1.4 TiO2基納米材料的摻雜與改性原理及方法 10
1.4.1 納米TiO2材料的復(fù)合改性 11
1.4.2 納米TiO2材料的摻雜改性 13
1.5 TiO2光催化機理的研究現(xiàn)狀與進展 22
1.5.1 通過“原位”傅里葉變換紅外光譜研究TiO2光催化的反應(yīng)路徑 23
1.5.2 利用掃描隧道顯微鏡在原子尺度研究物質(zhì)在TiO2表面的吸附作用 26
1.5.3 利用高分辨透射電子顯微鏡在原子尺度研究光催化過程和機理 28
1.5.4 其他關(guān)于TiO2光催化機理的研究 28
1.6 TiO2基納米材料的應(yīng)用 29
1.6.1 污水處理 29
1.6.2 空氣凈化 30
1.6.3 殺菌消毒 31
參考文獻 33
第2章 微弧氧化技術(shù)介紹 41
2.1 引言 41
2.2 微弧氧化技術(shù)及其發(fā)展歷程 42
2.3 微弧氧化的原理 43
2.4 微弧氧化薄膜的微結(jié)構(gòu)特征 44
2.5 微弧氧化的特點 45
2.6 微弧氧化薄膜的性能及其應(yīng)用 46
2.6.1 機械性能 46
2.6.2 耐腐蝕性 47
2.6.3 生物相容性 47
2.6.4 光催化性能 48
2.6.5 微弧氧化薄膜的應(yīng)用 48
2.7 微弧氧化TiO2薄膜及其在光催化領(lǐng)域的研究進展與現(xiàn)狀 49
2.7.1 微弧氧化技術(shù)制備TiO2薄膜的研究現(xiàn)狀 49
2.7.2 微弧氧化TiO2薄膜在光催化性能方面的研究 52
2.8 微弧氧化金屬氧化物薄膜的制備 54
2.8.1 實驗材料與微弧氧化電源 54
2.8.2 微弧氧化裝置與金屬氧化物薄膜的制備過程 56
參考文獻 57
第3章 半導(dǎo)體復(fù)合微弧氧化TiO2薄膜的制備及其光催化性能 61
3.1 引言 61
3.2 TiO2/YAG:Ce3+復(fù)合薄膜及其光催化性能 61
3.2.1 TiO2/YAG:Ce3+復(fù)合薄膜的制備與表征 61
3.2.2 TiO2/YAG:Ce3+復(fù)合薄膜的形貌及其微結(jié)構(gòu)特征 63
3.2.3 TiO2/YAG:Ce3+復(fù)合薄膜的成膜機理 66
3.2.4 TiO2/YAG:Ce3+復(fù)合薄膜的光催化性能 66
3.3 TiO2/Eu2O3復(fù)合薄膜及其光催化性能研究 68
3.3.1 TiO2/Eu2O3復(fù)合薄膜的制備與表征 68
3.3.2 TiO2/Eu2O3復(fù)合薄膜的形貌及其微結(jié)構(gòu)特征和成膜機理 69
3.3.3 TiO2/Eu2O3復(fù)合薄膜的光催化性能 71
參考文獻 73
第4章 基于化學(xué)熱處理的微弧氧化法制備高含量取代型非金屬摻雜TiO2光催化薄膜 75
4.1 引言 75
4.2 高含量取代型N摻雜TiO2薄膜及其光催化性能 76
4.2.1 Ti基體表面離子滲氮處理及N摻雜TiO2薄膜的制備與表征 76
4.2.2 化學(xué)熱處理滲N層的微結(jié)構(gòu)特征 77
4.2.3 高含量取代型N摻雜TiO2微弧氧化薄膜的微結(jié)構(gòu)特征 79
4.2.4 高含量取代型N摻雜TiO2微弧氧化薄膜的成膜機理 81
4.2.5 高含量取代型N摻雜TiO2微弧氧化薄膜的光催化性能 82
4.3 高含量取代型C摻雜TiO2薄膜及其光催化性能 84
4.3.1 Ti基體表面氣相滲碳及C摻雜TiO2薄膜的制備與表征 84
4.3.2 化學(xué)熱處理滲碳層的微結(jié)構(gòu)特征 84
4.3.3 高含量取代型C摻雜微弧氧化薄膜的微結(jié)構(gòu)特征 86
4.3.4 高含量取代型C摻雜微弧氧化薄膜的成膜機理 87
4.3.5 高含量取代型C摻雜TiO2薄膜的光催化性能 88
參考文獻 90
第5章 微弧氧化薄膜的微結(jié)構(gòu)特征：一種納米晶金屬氧化物薄膜 93
5.1 引言 93
5.2 微弧氧化納米晶薄膜制備及熱處理工藝 93
5.3 微弧氧化TiO2薄膜的微結(jié)構(gòu)特征及其光催化性能 95
5.3.1 微弧氧化TiO2薄膜的微結(jié)構(gòu)特征及其形成機理 95
5.3.2 高溫處理對TiO2納米晶薄膜微結(jié)構(gòu)和光催化性能的影響 98
5.4 微弧氧化MgO納米晶薄膜的微結(jié)構(gòu)特征及其腐蝕性能 101
5.4.1 Mg基體表面微弧氧化MgO薄膜的微結(jié)構(gòu)特征 101
5.4.2 高溫處理對MgO納米晶薄膜微結(jié)構(gòu)和腐蝕性能的影響 103
5.5 微弧氧化Al2O3納米晶薄膜的微結(jié)構(gòu)特征及其腐蝕性能 105
5.5.1 Al基體表面微弧氧化Al2O3薄膜的微結(jié)構(gòu)特征 105
5.5.2 高溫處理對Al2O3納米晶薄膜微結(jié)構(gòu)和腐蝕性能的影響 107
參考文獻 109
第6章 導(dǎo)電高分子敏化的TiO2光催化材料及其光催化性能 110
6.1 引言 110
6.2 聚苯胺改性TiO2光催化材料及其光催化性能 111
6.2.1 聚苯胺改性TiO2的結(jié)構(gòu)與形貌 111
6.2.2 聚苯胺改性TiO2的光電性能 115
6.2.3 聚苯胺改性TiO2的光催化性能及機理 116
6.3 聚苯胺改性的磁性TiO2納米光催化材料及其光催化性能 118
6.3.1 聚苯胺與CoFe2O4共改性TiO2的結(jié)構(gòu)與形貌 118
6.3.2 聚苯胺與CoFe2O4共改性TiO2的光電性能 120
6.3.3 聚苯胺與CoFe2O4共改性TiO2的光催化性能及光催化機理 121
6.3.4 PCT三元復(fù)合材料的回收實驗 125
6.4 聚吡咯改性的Ag復(fù)合TiO2納米纖維光催化材料及其光催化性能 126
6.4.1 PPy-Ag-TiO2復(fù)合光催化材料的制備與表征 126
6.4.2 PPy-Ag-TiO2復(fù)合光催化材料的光電性能 130
6.4.3 PPy-Ag-TiO2復(fù)合光催化材料的光催化性能及光催化機理 133
參考文獻 135
第7章 非溶液法制備Au納米顆粒修飾的ZnO/NiO異質(zhì)結(jié)構(gòu)及其優(yōu)異的光催化性能 139
7.1 引言 139
7.2 實驗材料與方法 141
7.3 Au納米顆粒修飾ZnO/NiO異質(zhì)結(jié)構(gòu)的微結(jié)構(gòu)特征及其光催化性能 141
參考文獻 149
第8章 納米Cu2O復(fù)合電紡TiO2亞微米纖維及其光催化性能研究 152
8.1 引言 152
8.2 Cu2O復(fù)合電紡TiO2亞微米纖維的制備 153
8.3 不同比例納米Cu2O/TiO2亞微米纖維復(fù)合產(chǎn)物的形貌與微結(jié)構(gòu)表征 154
8.4 不同比例納米Cu2O/TiO2亞微米纖維復(fù)合產(chǎn)物的光催化性能 157
8.5 納米Cu2O顆粒尺寸與復(fù)合物電子傳輸及光催化性能的關(guān)系 158
參考文獻 160
第9章 (001)活性面暴露銳鈦礦+金紅石混晶納米TiO2的制備與光催化性能研究 162
9.1 引言 162
9.2 (001)活性面暴露TiO2的研究現(xiàn)狀與進展 163
9.2.1 (001)活性面暴露TiO2的制備 163
9.2.2 (001)活性面暴露TiO2的改性研究 167
9.2.3 (001)活性面暴露TiO2的其他應(yīng)用 168
9.3 (001)活性面暴露銳鈦礦+金紅石混晶納米TiO2的制備 168
9.4 HF含量與納米銳鈦礦TiO2(001)面暴露比例的關(guān)系 169
9.5 不同(001)面暴露比例納米銳鈦礦TiO2的光催化性能 171
9.6 NH4F添加量與混晶納米TiO2晶型比例及納米銳鈦礦TiO2(001)面暴露比例的關(guān)系 171
9.7 不同混晶比例(001)面暴露納米TiO2的光催化性能 174
參考文獻 176
第10章 熱氧化法制備Mo+C共摻雜TiO2及其光催化性能研究 180
10.1 引言 180
10.2 摻雜TiO2提高光催化性能的研究現(xiàn)狀與進展 181
10.2.1 金屬摻雜TiO2的研究現(xiàn)狀與進展 181
10.2.2 非金屬摻雜TiO2的研究現(xiàn)狀與進展 182
10.3 摻雜TiO2的制備與測試 184
10.4 Mo+C共摻雜TiO2的結(jié)構(gòu)特征及吸收光譜 185
10.5 Mo+C共摻雜TiO2的性能 187
10.5.1 C單摻雜TiO2與Mo+C共摻雜TiO2的光電性能 187
10.5.2 C單摻雜TiO2與Mo+C共摻雜TiO2的光催化性能 188
參考文獻 189
第11章 TiO2金紅石單晶納米棒的合成及其性質(zhì) 193
11.1 引言 193
11.2 TiO2物相及形貌特性 194
11.3 乙醇和pH值對產(chǎn)物形貌及晶型的影響 197
11.4 反應(yīng)溫度的影響 199
11.5 反應(yīng)時間的影響 200
11.6 TiO2納米棒的紫外-可見光吸收譜特性 200
11.7 TiO2納米棒的N2吸附解附特性 201
11.8 TiO2納米棒的生長機理 202
11.9 TiO2納米棒的光催化性能 203
11.9.1 棒狀納米TiO2在可見光下對RB的降解特性 203
11.9.2 RB在紫外線下的降解特性 203
11.9.3 不同光源下RB的降解動力學(xué)特性 204
11.9.4 在不同光源下催化性能與P25 的比較 204
參考文獻 205
第12章 TiO2三維結(jié)構(gòu)的合成及其光催化性質(zhì) 208
12.1 引言 208
12.1.1 TiO2多維結(jié)構(gòu)材料的制備現(xiàn)狀 208
12.1.2 粉末粒度和形貌的控制 210
12.1.3 熱力學(xué)平衡態(tài)下對晶體生長的控制 211
12.1.4 晶體生長的主要理論 212
12.2 三維結(jié)構(gòu)的微結(jié)構(gòu)特征 215
12.2.1 產(chǎn)物的物相特征 215
12.2.2 產(chǎn)物的微觀形貌特征 216
12.3 三維結(jié)構(gòu)氮氣的吸附特性 220
12.4 三維結(jié)構(gòu)的紫外-可見光吸收譜特征 221
12.5 各因素對生長形貌晶型的影響 223
12.5.1 水乙醇混合溶液 223
12.5.2 無水乙醇溶液 223
12.5.3 模板上沉積微米球的形貌特征 225
12.6 生長機理探討 225
12.7 光催化行為評估 228
12.7.1 在可見光下對RhB的降解曲線 228
12.7.2 在紫外線下對RhB的降解曲線 228
參考文獻 230
第13章 三維網(wǎng)絡(luò)狀ZnO/CNFs/NiO異質(zhì)結(jié)構(gòu)的制備及其優(yōu)異光催化性能 233
13.1 引言 233
13.2 三維網(wǎng)絡(luò)狀ZnO/CNFs/NiO異質(zhì)結(jié)構(gòu)的制備及表征方法 234
13.3 三維網(wǎng)絡(luò)狀ZnO/CNFs/NiO異質(zhì)結(jié)構(gòu)的微結(jié)構(gòu)特征 235
13.4 三維網(wǎng)絡(luò)狀ZnO/CNFs/NiO異質(zhì)結(jié)構(gòu)的生長過程 238
13.5 三維網(wǎng)絡(luò)狀ZnO/CNFs/NiO異質(zhì)結(jié)構(gòu)的光催化性能 239
參考文獻 242
第14章 一維鈦酸納米帶材料的結(jié)構(gòu)調(diào)控與光催化性能研究 244
14.1 引言 244
14.1.1 一維鈦酸鹽納米材料的組成和結(jié)構(gòu) 244
14.1.2 一維鈦酸鹽納米材料的形成機理與假設(shè) 245
14.1.3 一維鈦酸鹽納米材料的物性研究 246
14.2 一維鈦酸納米帶的組成與結(jié)構(gòu)分析 252
14.2.1 合成工藝對產(chǎn)物結(jié)構(gòu)的影響 253
14.2.2 一維鈦酸納米帶的物理性能研究 258
14.2.3 一維鈦酸鈉米帶材料的形成過程 264
14.3 一維鈦酸納米帶的貴金屬納米晶表面修飾及其光催化效應(yīng) 265
14.3.1 Pt沉積一維鈦酸納米材料的結(jié)構(gòu)及光催化效應(yīng) 265
14.3.2 Au/鈦酸納米帶異質(zhì)結(jié)材料的結(jié)構(gòu)及光催化效應(yīng) 272
14.3.3 貴金屬沉積在一維鈦酸納米帶表面的光催化機理 277
14.4 一維鈦酸納米帶的Mo+C共摻雜及其光催化效應(yīng) 279
14.4.1 水熱法合成摻雜改性的一維鈦酸納米帶 279
14.4.2 Mo+C共摻雜一維鈦酸納米帶的光學(xué)特性 280
14.4.3 Mo+C共摻雜一維鈦酸納米帶材料的光催化機理研究 283
參考文獻 284
第15章 電紡TiO2/CuS微-納復(fù)合纖維的制備及其微結(jié)構(gòu)與性能表征 287
15.1 引言 287
15.2 制備與表征 287
15.2.1 CuS/TiO2微-納復(fù)合纖維的制備 287
15.2.2 CuS/TiO2微-納復(fù)合纖維的表征 288
15.3 微結(jié)構(gòu)特征與機理 288
參考文獻 291
第16章 基于高溫原子短程熱擴散機制的異質(zhì)結(jié)復(fù)合光催化材料的制備 293
16.1 引言 293
16.2 “基于高溫?zé)釘U散機制”異質(zhì)結(jié)光催化復(fù)合材料的制備 294
16.2.1 “基于高溫?zé)釘U散機制”異質(zhì)結(jié)制備的基本原理與工藝 294
16.2.2 ZnO/TiO2復(fù)合纖維的制備 294
16.2.3 ZnO納米針/TiO2納米薄膜復(fù)合材料的制備 295
16.2.4 ZnO/NiO異質(zhì)結(jié)多孔材料的制備 296
16.2.5 ZnO/石墨烯復(fù)合材料的制備 296
16.2.6 光電流測試 297
16.2.7 光催化性能測試 297
16.3 ZnO/TiO2復(fù)合纖維的微結(jié)構(gòu)表征及其光催化性能 298
16.3.1 ZnO/TiO2復(fù)合纖維的微結(jié)構(gòu)特征 298
16.3.2 ZnO/TiO2復(fù)合纖維的光催化性能 300
16.3.3 ZnO/TiO2復(fù)合纖維的光催化降解機理 301
16.4 ZnO納米針/TiO2納米薄膜復(fù)合材料的微結(jié)構(gòu)表征及其光催化性能 302
16.4.1 ZnO納米針/TiO2納米薄膜復(fù)合材料的微結(jié)構(gòu)特征 302
16.4.2 ZnO納米針/TiO2納米薄膜復(fù)合材料的光催化性能 305
16.4.3 ZnO納米針/TiO2納米薄膜復(fù)合材料的光催化降解機理 308
16.5 ZnO/NiO異質(zhì)結(jié)多孔材料的微結(jié)構(gòu)表征及其光催化性能 308
16.5.1 ZnO/NiO異質(zhì)結(jié)多孔材料的微結(jié)構(gòu)特征 308
16.5.2 ZnO/NiO異質(zhì)結(jié)多孔材料的光催化性能 312
16.5.3 ZnO/NiO異質(zhì)結(jié)多孔材料的光催化降解機理 313
16.6 ZnO/石墨烯復(fù)合材料的微結(jié)構(gòu)表征及其光催化性能 316
16.6.1 ZnO/石墨烯復(fù)合材料的微結(jié)構(gòu)特征 316
16.6.2 ZnO/石墨烯復(fù)合材料的光催化性能 317
16.6.3 ZnO/石墨烯復(fù)合材料的光催化降解機理 318
參考文獻 321
第17章 磁性鐵氧體-半導(dǎo)體復(fù)合納米材料的制備與光催化應(yīng)用研究進展 324
17.1 引言 324
17.2 磁性鐵氧體-半導(dǎo)體復(fù)合納米材料概述 325
17.2.1 磁性鐵氧體 325
17.2.2 半導(dǎo)體光催化材料 326
17.2.3 鐵氧體-半導(dǎo)體復(fù)合納米材料的結(jié)構(gòu)類型 327
17.2.4 磁性鐵氧體-半導(dǎo)體復(fù)合體系的電荷轉(zhuǎn)移機制 328
17.3 磁性鐵氧體-半導(dǎo)體復(fù)合納米材料的制備 329
17.3.1 種子生長法 329
17.3.2 層層沉積法 330
17.3.3 其他方法 331
17.4 磁性鐵氧體-半導(dǎo)體復(fù)合納米材料在光催化領(lǐng)域的應(yīng)用 332
17.4.1 磁性鐵氧體-金屬氧化物半導(dǎo)體復(fù)合光催化劑 332
17.4.2 磁性鐵氧體-金屬硫化物半導(dǎo)體復(fù)合光催化劑 336
17.4.3 多半導(dǎo)體殼層復(fù)合光催化劑 337
17.5 總結(jié)與展望 338
參考文獻 339
第18章 TiO2納米管陣列的可控生長和生長機理 348
18.1 引言 348
18.2 不同電解液體系中TiO2納米管陣列的制備 348
18.2.1 HF/H2O電解液中TiO2納米管陣列的制備 348
18.2.2 HF/乙二醇電解液中TiO2納米管陣列的制備 351
18.2.3 NH4F/丙三醇/H2O電解液中TiO2納米管陣列的制備 354
18.3 TiO2納米管陣列形貌與結(jié)構(gòu)的控制 356
18.3.1 外加電場類型對TiO2納米管陣列形貌與結(jié)構(gòu)的影響 356
18.3.2 外加直流電場電壓值對TiO2納米管陣列形貌與結(jié)構(gòu)的影響
18.3.3 陽極氧化時間對TiO2納米管陣列形貌與結(jié)構(gòu)的影響 362
18.3.4 電解液中的電解質(zhì)含量對TiO2納米管陣列形貌與結(jié)構(gòu)的影響 364
18.4 不同形貌的TiO2納米管陣列的光電性能 369
參考文獻 370
第19章 碳修飾TiO2納米管陣列的制備及其光催化性能 371
19.1 引言 371
19.2 碳修飾TiO2納米管陣列的制備 372
19.2.1 TiO2納米管陣列的制備與熱處理 372
19.2.2 碳單質(zhì)與TiO2納米管陣列的復(fù)合 373
19.2.3 碳修飾TiO2納米管陣列的形貌、結(jié)構(gòu)與元素成分 377
19.3 碳修飾TiO2納米管陣列的性能 378
19.3.1 TNT與C-TNT樣品的光學(xué)性能 378
19.3.2 TNT與C-TNT樣品的光催化性能 379
19.3.3 TNT與C-TNT樣品的光電性能 381
參考文獻 382
第20章 氮摻雜TiO2納米管陣列的制備及其光催化性能 384
20.1 引言 384
20.2 氮摻雜TiO2納米管陣列的制備 385
20.2.1 Ti金屬的離子滲氮處理 385
20.2.2 氮摻雜TiO2納米管陣列的制備 386
20.3 氮摻雜TiO2納米管陣列的性能 388
20.3.1 TNT和N-TNT樣品的光學(xué)性能 389
20.3.2 TNT和N-TNT樣品的光催化性能 389
20.3.3 TNT和N-TNT樣品的光電性能 391
參考文獻 392
第21章 靜電紡絲法制備高光催化活性的TiO2-Bi2WO6納米異質(zhì)纖維 394
21.1 引言 394
21.2 Bi2WO6-TiO2復(fù)合納米纖維的制備 395
21.3 Bi2WO6-TiO2復(fù)合納米纖維的形貌結(jié)構(gòu)表征 395
21.4 Bi2WO6-TiO2復(fù)合納米纖維的光催化性能 398
21.5 Bi2WO6-TiO2復(fù)合納米纖維的光催化降解機理 399
參考文獻 401
第22章 TiO2/石墨烯復(fù)合材料的制備及其光催化性能 402
22.1 引言 402
22.2 熱處理法制備具有高光催化性能的石墨烯/TiO2復(fù)合材料 403
22.2.1 石墨烯/TiO2光催化復(fù)合粉體的制備 403
22.2.2 石墨烯/TiO2光催化復(fù)合薄膜的制備工藝 404
22.3 熱處理法制備石墨烯/TiO2復(fù)合粉體及其可見光光催化性能 404
22.3.1 石墨烯/TiO2復(fù)合粉體的微結(jié)構(gòu)特征 404
22.3.2 石墨烯/TiO2復(fù)合粉體的光催化性能 405
22.3.3 石墨烯對光催化性能的影響分析 406
22.4 高催化活性的石墨烯/TiO2層狀復(fù)合材料及光催化性能 407
22.4.1 石墨烯/TiO2復(fù)合薄膜的微結(jié)構(gòu)特征 408
22.4.2 石墨烯/TiO2復(fù)合薄膜的光催化性能 409
參考文獻 409
第23章 利用RamaN光譜測定銳鈦礦相TiO2(001)面暴露比例 412
23.1 引言 412
23.2 (001)活性面暴露TiO2納米片的制備 413
23.3 XRD測定TiO2(001)活性面暴露比例的原理 414
23.4 RamaN光譜測定TiO2(001)面暴露比例的原理 415
23.5 RamaN法與XRD 法的對比討論 417
23.6 不同晶面暴露比例TiO2的光催化性能 420
參考文獻 422
第24章 二步水熱法制備N＋Ni共摻雜(001)面暴露的TiO2納米晶及其光催化性能 424
24.1 引言 424
24.2 N+Ni共摻雜(001)面暴露TiO2納米晶的制備 425
24.3 N+Ni共摻雜(001)面暴露TiO2納米晶的微結(jié)構(gòu)表征 425
24.4 N+Ni共摻雜(001)面暴露TiO2納米晶的光催化性能 428
24.5 N+Ni共摻雜(001)面暴露TiO2納米晶的形成機制與光催化機理 429
參考文獻 432
第25章 正電子湮沒技術(shù)在TiO2光催化研究中的應(yīng)用 434
25.1 引言 434
25.2 正電子壽命譜的基本原理 434
25.3 TiO2的氫化處理及其氧空位關(guān)聯(lián)體的正電子壽命譜研究 436
25.3.1 氫化TiO2的正電子壽命譜測試方法 436
25.3.2 氫化TiO2的吸收光譜和微結(jié)構(gòu)表征 436
25.3.3 氫化TiO2中氧空位關(guān)聯(lián)體的正電子壽命譜 440
25.3.4 氫化TiO2中氧空位關(guān)聯(lián)體及其對光催化性能的影響 442
25.4 利用正電子湮沒壽命譜研究TiO2在光催化過程中的缺陷變化
25.4.1 樣品制備 444
25.4.2 TiO2光催化過程中缺陷變化的正電子壽命譜特征 445
25.4.3 TiO2光催化過程中缺陷變化的其他表征驗證 448
參考文獻 450
第26章 銳鈦礦納米TiO2光催化降解過程的HRTEM研究 452
26.1 引言 452
26.2 銳鈦礦納米TiO2光催化降解亞甲基藍的HRTEM研究 453
26.2.1 銳鈦礦納米TiO2光催化降解亞甲基藍不同階段的微結(jié)構(gòu)特征 453
26.2.2 金紅石納米TiO2光催化降解亞甲基藍的研究 456
26.2.3 銳鈦礦納米TiO2吸附亞甲基藍的模擬計算 457
26.2.4 銳鈦礦納米TiO2降解亞甲基藍的機理研究 460
26.2.5 銳鈦礦納米TiO2循環(huán)降解亞甲基藍的失效測試 460
26.3 銳鈦礦納米TiO2光催化降解羅丹明B的HRTEM 462
26.4 銳鈦礦納米TiO2光催化降解甲基橙的HRTEM研究 463
26.5 銳鈦礦納米TiO2降解不同有機染料的光催化對比測試 465
26.6 銳鈦礦納米TiO2降解不同有機染料的機理研究 466
參考文獻 468
第27章 上轉(zhuǎn)換納米晶/TiO2/石墨烯復(fù)合材料及其寬光譜吸收光催化特性 471
27.1 引言 471
27.2 石墨烯基三元復(fù)合材料的制備 471
27.2.1 上轉(zhuǎn)換材料的制備 471
27.2.2 三元復(fù)合材料的制備 472
27.3 石墨烯基三元復(fù)合材料的表征 472
27.4 石墨烯基三元復(fù)合材料的光催化性能研究 474
27.4.1 石墨烯基三元復(fù)合材料的光電響應(yīng) 475
27.4.2 石墨烯基三元復(fù)合材料的染料吸附能力 475
27.4.3 石墨烯基三元復(fù)合材料的光降解性能測試 476
參考文獻 477
第28章 TiO2、CdS納米粒子共混的三維石墨烯凝膠及其寬光譜吸收特性 478
28.1 引言 478
28.2 TiO2和CdS納米粒子共混的三維石墨烯凝膠的制備 479
28.3 CdS/P25/graphene氣凝膠的微結(jié)構(gòu)特征 480
28.4 CdS/P25/graphene氣凝膠的性能測試 482
28.5 光催化反應(yīng)機理分析 487
參考文獻 488
第29章 MoS2助催化TiO2納米粒子的三維多孔石墨烯復(fù)合凝膠的光催化性能增強 491
29.1 引言 491
29.2 MoS2助催化TiO2納米粒子的三維多孔石墨烯復(fù)合凝膠的制備 492
29.3 MoS2/P25/石墨烯氣凝膠的結(jié)構(gòu)與形貌表征 493
29.4 MoS2/P25/石墨烯氣凝膠的性能測試 495
29.4.1 光學(xué)性能表征 495
29.4.2 光電化學(xué)性能表征 497
29.4.3 光催化降解的表征 500
29.5 MoS2/P25/石墨烯氣凝膠的光催化機理分析 502
參考文獻 503
第30章 TiO2第一性原理研究中的理論基礎(chǔ)和計算方法 506
30.1
引言 506
30.2 玻恩-奧本海默(BO)近似 507
30.3 密度泛函理論 509
30.4 交換-關(guān)聯(lián)能近似 511
30.4.1 局域密度近似 511
30.4.2 廣義梯度近似 512
30.4.3 雜化泛函 513
30.4.4 LDA+U方法 514
30.5 贗勢平面波方法 515
30.6 QUANTUM ESPRESSO程序包簡介 517
參考文獻 519
第31章 甲醛(HCHO)在TiO2表面吸附的第一性原理研究 521
31.1 引言 521
31.2 計算方法與結(jié)構(gòu)模型 522
31.3 HCHO在金紅石型TiO2(110)面的吸附 524
31.4 HCHO在銳鈦礦型TiO2(101)面的吸附 526
31.5 HCHO在銳鈦礦型TiO2(001)-(1×1)表面的吸附 529
31.6 HCHO在銳鈦礦型TiO2(001)-(1×4)重構(gòu)面的吸附 531
31.7 電子結(jié)構(gòu)分析 533
31.8 振動頻率分析 537
參考文獻 538
第32章 氫對O2分子在銳鈦礦型TiO2(101)面吸附與解離的影響 543
32.1 引言 543
32.2 計算方法和模型 544
32.3 O2分子吸附在表面氫化的銳鈦礦型TiO2(101)面 545
32.3.1 O2分子在有一個H原子的銳鈦礦型TiO2(101)表面吸附 545
32.3.2 O2分子在有兩個H原子的銳鈦礦TiO2(101)表面吸附 547
32.3.3 O2分子解離后的吸附構(gòu)型 549
32.4 吸附O2分子在氫化銳鈦礦型TiO2(101)面的解離過程 551
32.5 O2分子和O原子在表面和亞表面都有H原子的銳鈦礦型TiO2(101)面的吸附 552
32.6 O2分子在表面和亞表面都有H原子的銳鈦礦型TiO2(101)面的解離過程 555
32.7 O2分子和O原子在亞表面有兩個H原子的銳鈦礦型TiO2(101)面的吸附構(gòu)型 557
32.8 O2分子在亞表面有兩個H原子的銳鈦礦型TiO2(101)面的解離過程 559
32.9 討論與分析 560
參考文獻 562
附錄一TiO2基光催化材料的先進表征技術(shù)：研究現(xiàn)狀與展望 566
附錄二發(fā)表論文列表 610