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新型太阳燃料光催化材料

作者: 余家国著

出版社: 武汉理工大学出版社

出版时间: 2018-06

版次: 1

ISBN: 9787562953784

定价: 88.00

装帧: 其他

开本: 16开

纸张: 胶版纸

分类: 工程技术

1 张插图图片

8人买过

本书介绍了光催化原理和基础，对近年来广泛研究的各种具有代表性的光催化材料（如二氧化钛、硫化物、石墨烯基和石墨相氮化碳光催化材料）的组成、结构和能带调控、各种改性策略及它们在太阳燃料方面的应用进行了详实的探讨，另外还分析了助催化剂的作用机制。本书内容丰富、结构严谨。书中的实例分析注重引入光催化材料方面的新方法、新发现、新成果和新理念。
  本书可以作为材料及催化专业硕士、博士研究生选读教材，也可为相关专业的技术人员提供参考。余家国，博士、教授、博士生导师、国家杰出青年基金获得者、新世纪百千万人才工程*人选，湖北省楚天学者计划特聘教授，武汉理工大学首席教授。2015年全国先进工作者。近5年在半导体光催化材料、光催化产氢、染料敏化太阳能电池、室内空气净化技术与产品、污染物吸附、和材料的仿生合成与形貌控制等方面的研究中取得了若干创新性研究成果，多篇研究论文发表在多种国际著名刊物上。发表学术论文300余篇，其中国际刊物论文240余篇，论文被SCI收录270余篇，SCI他人引文9800余篇次，H个人引文指数57，单篇最高SCI他人引文700余次。56篇论文被ISI评为近十年高引频论文(本领域引用率最高的1%以内, Top 1% paper)。已获得国家发明专利20项，省级自然科学一等奖2项、部级发明二等奖2项、省级科技进步二等奖1项、省级成果推广二等奖1项等。是Journal of Hazardous Materials, Applied Surface Science,

International Journal of Photoenergy, Journal of Nanomaterials等国际期刊的编委和客座主编。 1  光催化基础与原理(1)

1.1  光催化的发展历史(1)

1.2  半导体光催化的热力学及动力学基础(11)

1.2.1  半导体光催化的热力学基础(11)

1.2.2  半导体光催化的动力学基础(12)

1.3  光催化合成太阳燃料的基本原理(17)

1.3.1  光催化分解水制氢原理(17)

1.3.2  光催化还原CO2原理(23)

1.3.3  氧化半反应的关键作用(32)

1.4  光催化材料的设计及开发(35)

1.4.1  光催化材料的设计原则(35)

1.4.2  光催化材料的改性策略(37)

1.4.3  光催化材料的开发手段(41)

1.4.4  光催化材料的评价表征(45)

1.5  本书的研究领域及重点(47)

参考文献(48)

2  二氧化钛晶面控制(69)

2.1  引言(69)

2.2  TiO2光催化晶面效应(70)

2.2.1  表面吸附与选择性(70)

2.2.2  晶面能带结构与表面异质结(73)

2.3  TiO2晶面控制的原理与实例(89)

2.3.1  TiO2晶面控制的基本原理(89)

2.3.2  TiO2晶面控制的合成实例(92)

2.4  TiO2晶面控制的太阳燃料光催化应用(100)

2.4.1  光催化分解水制氢(101)

2.4.2  光催化二氧化碳还原(103)

2.5  小结与展望(104)

参考文献(105)

3  硫化物光催化材料(111)

3.1  引言(111)

3.2  硫化物光催化材料的制备(112)

3.2.1  硫化物半导体的制备(112)

3.2.2  硫化物半导体的结构调控(116)

3.2.3  硫化物半导体的能带调控(125)

3.2.4  硫化物基复合光催化材料的制备(133)

3.3  硫化物光催化材料制备太阳燃料(160)

3.3.1  光催化分解水制氢(160)

3.3.2  光催化二氧化碳还原(166)

3.4  小结与展望(170)

参考文献(172)

4  石墨烯基半导体光催化材料(187)

4.1  引言(187)

4.2  石墨烯基光催化材料的制备(188)

4.2.1  石墨烯的制备(188)

4.2.2  石墨烯基光催化材料的制备(189)

4.3  石墨烯基光催化材料制备太阳燃料(196)

4.3.1  光催化分解水制氢(196)

4.3.2  光催化二氧化碳还原(212)

4.4  小结与展望(220)

参考文献(221)

5  石墨相氮化碳光催化材料(229)

5.  1引言(229)

5.2  纳米结构g-C3N4光催化材料的设计合成(231)

5.2.1  大比表面积g-C3N4的可控合成(231)

5.2.2  二维超薄g-C3N4纳米片的制备(235)

5.2.3  g-C3N4纳米结构调控(238)

5.3  g-C3N4光催化材料的能带调控(244)

5.3.1  g-C3N4的元素掺杂(244)

5.3.2  g-C3N4的分子改性(246)

5.4  g-C3N4基复合光催化材料的构建(248)

5.4.1  g-C3N4基Ⅱ型异质结复合光催化材料的构建(248)

5.4.2  g-C3N4基Z型光催化材料的构建(249)

5.5  g-C3N4光催化材料制备太阳燃料(260)

5.5.1  光催化分解水制氢(261)

5.5.2  光催化还原二氧化碳(268)

5.6  小结与展望(273)

参考文献(275)

6  助催化剂(286)

6.1  助催化剂的主要作用和机制(287)

6.2  助催化剂在光催化分解水中的应用(289)

6.2.1  产氢助催化剂(289)

6.2.2  产氧助催化剂(307)

6.2.3  全分解水助催化剂(312)

6.3  助催化剂在光催化CO2还原中的应用(316)

6.4  结论与展望(318)

参考文献(319)
内容简介:
本书介绍了光催化原理和基础，对近年来广泛研究的各种具有代表性的光催化材料（如二氧化钛、硫化物、石墨烯基和石墨相氮化碳光催化材料）的组成、结构和能带调控、各种改性策略及它们在太阳燃料方面的应用进行了详实的探讨，另外还分析了助催化剂的作用机制。本书内容丰富、结构严谨。书中的实例分析注重引入光催化材料方面的新方法、新发现、新成果和新理念。
本书可以作为材料及催化专业硕士、博士研究生选读教材，也可为相关专业的技术人员提供参考。
作者简介:
余家国，博士、教授、博士生导师、国家杰出青年基金获得者、新世纪百千万人才工程*人选，湖北省楚天学者计划特聘教授，武汉理工大学首席教授。2015年全国先进工作者。近5年在半导体光催化材料、光催化产氢、染料敏化太阳能电池、室内空气净化技术与产品、污染物吸附、和材料的仿生合成与形貌控制等方面的研究中取得了若干创新性研究成果，多篇研究论文发表在多种国际著名刊物上。发表学术论文300余篇，其中国际刊物论文240余篇，论文被SCI收录270余篇，SCI他人引文9800余篇次，H个人引文指数57，单篇最高SCI他人引文700余次。56篇论文被ISI评为近十年高引频论文(本领域引用率最高的1%以内, Top 1% paper)。已获得国家发明专利20项，省级自然科学一等奖2项、部级发明二等奖2项、省级科技进步二等奖1项、省级成果推广二等奖1项等。是Journal of Hazardous Materials, Applied Surface Science,

International Journal of Photoenergy, Journal of Nanomaterials等国际期刊的编委和客座主编。
目录:
1  光催化基础与原理(1)

1.1  光催化的发展历史(1)

1.2  半导体光催化的热力学及动力学基础(11)

1.2.1  半导体光催化的热力学基础(11)

1.2.2  半导体光催化的动力学基础(12)

1.3  光催化合成太阳燃料的基本原理(17)

1.3.1  光催化分解水制氢原理(17)

1.3.2  光催化还原CO2原理(23)

1.3.3  氧化半反应的关键作用(32)

1.4  光催化材料的设计及开发(35)

1.4.1  光催化材料的设计原则(35)

1.4.2  光催化材料的改性策略(37)

1.4.3  光催化材料的开发手段(41)

1.4.4  光催化材料的评价表征(45)

1.5  本书的研究领域及重点(47)

参考文献(48)

2  二氧化钛晶面控制(69)

2.1  引言(69)

2.2  TiO2光催化晶面效应(70)

2.2.1  表面吸附与选择性(70)

2.2.2  晶面能带结构与表面异质结(73)

2.3  TiO2晶面控制的原理与实例(89)

2.3.1  TiO2晶面控制的基本原理(89)

2.3.2  TiO2晶面控制的合成实例(92)

2.4  TiO2晶面控制的太阳燃料光催化应用(100)

2.4.1  光催化分解水制氢(101)

2.4.2  光催化二氧化碳还原(103)

2.5  小结与展望(104)

参考文献(105)

3  硫化物光催化材料(111)

3.1  引言(111)

3.2  硫化物光催化材料的制备(112)

3.2.1  硫化物半导体的制备(112)

3.2.2  硫化物半导体的结构调控(116)

3.2.3  硫化物半导体的能带调控(125)

3.2.4  硫化物基复合光催化材料的制备(133)

3.3  硫化物光催化材料制备太阳燃料(160)

3.3.1  光催化分解水制氢(160)

3.3.2  光催化二氧化碳还原(166)

3.4  小结与展望(170)

参考文献(172)

4  石墨烯基半导体光催化材料(187)

4.1  引言(187)

4.2  石墨烯基光催化材料的制备(188)

4.2.1  石墨烯的制备(188)

4.2.2  石墨烯基光催化材料的制备(189)

4.3  石墨烯基光催化材料制备太阳燃料(196)

4.3.1  光催化分解水制氢(196)

4.3.2  光催化二氧化碳还原(212)

4.4  小结与展望(220)

参考文献(221)

5  石墨相氮化碳光催化材料(229)

5.  1引言(229)

5.2  纳米结构g-C3N4光催化材料的设计合成(231)

5.2.1  大比表面积g-C3N4的可控合成(231)

5.2.2  二维超薄g-C3N4纳米片的制备(235)

5.2.3  g-C3N4纳米结构调控(238)

5.3  g-C3N4光催化材料的能带调控(244)

5.3.1  g-C3N4的元素掺杂(244)

5.3.2  g-C3N4的分子改性(246)

5.4  g-C3N4基复合光催化材料的构建(248)

5.4.1  g-C3N4基Ⅱ型异质结复合光催化材料的构建(248)

5.4.2  g-C3N4基Z型光催化材料的构建(249)

5.5  g-C3N4光催化材料制备太阳燃料(260)

5.5.1  光催化分解水制氢(261)

5.5.2  光催化还原二氧化碳(268)

5.6  小结与展望(273)

参考文献(275)

6  助催化剂(286)

6.1  助催化剂的主要作用和机制(287)

6.2  助催化剂在光催化分解水中的应用(289)

6.2.1  产氢助催化剂(289)

6.2.2  产氧助催化剂(307)

6.2.3  全分解水助催化剂(312)

6.3  助催化剂在光催化CO2还原中的应用(316)

6.4  结论与展望(318)

参考文献(319)

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