光電催化裝置

1）氣體計(jì)量裝置；

2）反應(yīng)系統(tǒng)（光源、反應(yīng)器、磁力攪拌器、冷卻水循環(huán)系統(tǒng)）；

3）計(jì)算機(jī)。

光電催化裝置開(kāi)辟了將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為氫能的新的能源道路，在一定程度上緩解了能源枯竭問(wèn)題和環(huán)境問(wèn)題。

RTK非真空光解水制氫系統(tǒng)，可以模擬工業(yè)化生產(chǎn)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)常溫常壓條件下光解水制氫，并且可以直接對(duì)光解水過(guò)程中的產(chǎn)氣量（氫氣或氧氣）或產(chǎn)氣速率進(jìn)行計(jì)量，測(cè)量精度可達(dá)ppm級(jí)別。同時(shí)已實(shí)現(xiàn)較高量程產(chǎn)氣量的實(shí)時(shí)、在線監(jiān)測(cè)，適用于各種不同產(chǎn)率的催化劑體系評(píng)價(jià)，適用于光解水制氫、光電化學(xué)制氫、常壓光催化還原CO2等電化學(xué)研究領(lǐng)域。2100433B

• 工作環(huán)境：常溫常壓；

• 測(cè)量精度：0.0333mL

• 測(cè)量量程：0.1000-300mL/h；

• 功能特點(diǎn)：非真空，直接測(cè)量；

• 應(yīng)用范圍：常壓光解水制氫、光電化學(xué)制氫、常壓光催化還原CO2等。

環(huán)境和能源是21世紀(jì)人類(lèi)面臨和亟待解決的重大問(wèn)題。光催化具有室溫深度反應(yīng)和可直接利用太陽(yáng)能作為光源來(lái)驅(qū)動(dòng)反應(yīng)等獨(dú)特性能，而成為一種理想的環(huán)境污染治理技術(shù)和潔凈能源生產(chǎn)技術(shù)，并備受矚目。

全書(shū)共分九章，第一章主要介紹光化學(xué)的理論基礎(chǔ)。第二章介紹了半導(dǎo)體材料和光物理與光化學(xué)。第三章介紹了光催化的原理、存在問(wèn)題、光催化劑改性以及光催化技術(shù)與其他技術(shù)的耦合。第四章主要介紹了納米TiO2光催化劑的制備方法。第五章主要介紹了光催化的研究方法，包括光催化反應(yīng)器、光催化劑的表征、光催化研究過(guò)程的分析和反應(yīng)動(dòng)力學(xué)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(shù)的應(yīng)用。第八章介紹了光電催化原理與應(yīng)用。第九章介紹了光電化學(xué)的研究方法。

第一章光化學(xué)基礎(chǔ)1

一、 光的能量與波長(zhǎng)1

二、 熱化學(xué)與光化學(xué)5

三、 光對(duì)分子的作用6

四、光物理過(guò)程與光化學(xué)過(guò)程13

參考文獻(xiàn)17

第二章半導(dǎo)體光物理與光化學(xué)18

第一節(jié)半導(dǎo)體光物理18

一、 半導(dǎo)體的能級(jí)結(jié)構(gòu)19

二、 半導(dǎo)體的光吸收21

三、 半導(dǎo)體的吸收光譜22

四、 半導(dǎo)體的發(fā)射光譜23

第二節(jié)半導(dǎo)體電子性質(zhì)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(dǎo)體催化劑的光激發(fā)32

五、 半導(dǎo)體的光致電荷分離39

六、半導(dǎo)體催化劑表面光生電子的遷移39

第三節(jié)二氧化鈦的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)44

一、 氧化鈦三種晶相的物理性質(zhì)對(duì)比44

二、 TiO2的晶格和電子結(jié)構(gòu)45

三、 TiO2的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變 49

參考文獻(xiàn)50

第三章TiO2光催化原理與催化劑改性51

第一節(jié)TiO2光催化反應(yīng)原理51

一、光催化反應(yīng)原理51

二、 光催化反應(yīng)步驟52

三、 氧在光催化氧化反應(yīng)中的作用54

第二節(jié)光催化反應(yīng)類(lèi)型55

一、光催化反應(yīng)類(lèi)型55

二、 光催化與光化學(xué)和熱催化反應(yīng)關(guān)系57

第三節(jié)TiO2光催化活性59

一、 熱力學(xué)因素59

二、動(dòng)力學(xué)因素64

三、熱處理對(duì)納米TiO2光催化活性影響機(jī)理69

第四節(jié)TiO2光催化技術(shù)存在問(wèn)題74

第五節(jié)TiO2光催化劑改性76

一、 貴金屬沉積77

二、 復(fù)合半導(dǎo)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(qiáng)酸化89

第六節(jié)光催化與其他技術(shù)耦合91

一、　微波場(chǎng)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(jié)TiO2光催化劑失活與再生96

一、TiO2氣固多相光催化反應(yīng)的催化劑失活96

二、TiO2液固多相光催化反應(yīng)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(wèn)題的途徑106

第八節(jié)光催化研究的新動(dòng)向109

一、新結(jié)構(gòu)光催化劑109

二、復(fù)合光催化劑109

三、負(fù)載助催化劑和添加劑110

四、硫化鎘111

參考文獻(xiàn)112

第四章TiO2光催化劑的合成118

第一節(jié)液相法合成TiO2119

一、液相沉淀法119

二、溶膠"para" label-module="para">

三、醇鹽水解沉淀法126

四、微乳液法126

五、水熱法128

第二節(jié)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(xiàn)135

第五章光催化研究方法136

第一節(jié)光催化反應(yīng)器136

一、實(shí)驗(yàn)室光催化反應(yīng)器136

二、光催化反應(yīng)時(shí)間控制器138

三、實(shí)用型光催化反應(yīng)器139

第二節(jié)分析方法142

第三節(jié)光催化研究過(guò)程的分析方法155

一、目標(biāo)物的分析方法156

二、終產(chǎn)物分析159

三、中間產(chǎn)物分析方法162

四、中間產(chǎn)物毒性分析166

第四節(jié)動(dòng)力學(xué)研究168

一、吸附在光催化降解中的作用168

二、光催化降解動(dòng)力學(xué)方程式169

三、吸附對(duì)光催化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程式的影響172

參考文獻(xiàn)174

第六章光生電子的傳輸與捕獲176

第一節(jié)制備方法對(duì)Ag/TiO2光催化活性的影響176

一、Ag/TiO2光催化劑的制備177

二、催化劑活性178

第二節(jié)Ag擔(dān)載量變化對(duì)TiO2光催化活性的影響機(jī)理183

一、Ag擔(dān)載量變化對(duì)TiO2光催化活性的影響183

二、TiO2表面Ag分布與形貌185

三、Ag/TiO2的光譜特征185

四、Ag擔(dān)載量變化影響TiO2催化活性的機(jī)理187

第三節(jié)Ag擔(dān)載對(duì)TiO2界面光生電子傳輸與捕獲的影響189

一、電子順磁共振測(cè)試189

二、無(wú)氧條件下Ag/TiO2和TiO2活性193

三、氧氣流量對(duì)Ag/TiO2活性的影響194

四、H2O2對(duì)TiO2和Ag/TiO2光催化活性的影響195

五、Ag擔(dān)載對(duì)TiO2界面光生電子傳輸與捕獲的影響196

第四節(jié)Ag/TiO2對(duì)Cr（Ⅵ）的光催化還原197

一、Cr6 在Ag/TiO2和TiO2上的吸附198

二、pH對(duì)Cr6 光催化還原的影響198

三、空穴捕獲劑對(duì)Cr6 光催化還原的影響201

四、Ag擔(dān)載提高TiO2光催化還原活性的作用機(jī)理202

參考文獻(xiàn)203

第七章光催化氧化技術(shù)的應(yīng)用206

第一節(jié)有機(jī)污染物的光催化降解207

一、 液相條件下有機(jī)污染物的光催化降解214

二、氣相有機(jī)污染物的光催化降解248

第二節(jié)無(wú)機(jī)污染物的處理259

一、 金屬離子的光催化還原260

二、無(wú)機(jī)陰離子或氣體有害物質(zhì)的降解272

第三節(jié)光催化分解水制氫273

一、水的太陽(yáng)能光解273

二、 半導(dǎo)體光催化水解制氫274

三、新的光催化劑和反應(yīng)體系277

第四節(jié)TiO2界面的超親水性280

一、TiO2薄膜的超親水性機(jī)理281

二、TiO2超親水性薄膜的制備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超親水性能的應(yīng)用291

第五節(jié)光催化殺菌296

一、TiO2的光催化殺菌機(jī)理297

二、TiO2光催化殺菌特點(diǎn)300

三、TiO2光催化殺菌過(guò)程的超微結(jié)構(gòu)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(shù)的應(yīng)用308

七、研究與發(fā)展方向311

第六節(jié)光催化合成反應(yīng)312

一、還原——?dú)滢D(zhuǎn)移反應(yīng)312

二、還原羧化反應(yīng)　313

三、氧化反應(yīng)313

四、復(fù)合氧化還原反應(yīng)314

參考文獻(xiàn)315

第八章光電催化原理與應(yīng)用323

第一節(jié)光電催化原理324

第二節(jié)光電催化電極326

第三節(jié)光電催化反應(yīng)器327

第四節(jié)光電催化反應(yīng)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(shí)際水處理中的應(yīng)用前景337

參考文獻(xiàn)3372100433B