光催化

前言
第一篇用于分解水的金屬氧化物光極 1
1.1 二氧化鈦 2
1.1.1 納米晶態(tài)TiO2 膜 2
1.1.2 有序的TiO2 納米管和納米棒陣列 7
1.1.3 TiO2 摻雜非金屬元素 9
1.2 氧化鐵 12
1.2.1 p 型摻雜 16
1.2.2 硅摻雜 17
1.3 二元氧化物之外的化合物 19
1.3.1 二元金屬氧化物 19
1.3.2 混合金屬氧化物 20
1.3.3 氧氮化物 23
1.3.4 鈣鈦礦型半導體和復合電極 23
參考文獻 24
第二篇敏化的納米結構金屬氧化物的光催化產氫 31
2.1 引言 31
2.2 用于水氧化及產氫的染料敏化光陽極 35
2.3 基于TiO2 和TiO2/金屬硫化物的高度有序的半導體納米結構 43
2.3.1 電化學生成二氧化鈦納米管的實驗條件 46
2.3.2 納米管陣列的光電性能 49
2.3.3 利用VI 族半導體對二氧化鈦光電極的修飾 51
2.3.4 二氧化鈦基底修飾方法 53
2.3.5 Bi2S3/TiO2 光電極 54
2.3.6 CdS 和CdSe/TiO2 光電極 58
2.3.7 CdTe/TiO2 63
2.4 基于陽極生長的WO3 的光電極 65
2.4.1 通過電化學氧化金屬鎢制備陽極WO3 膜 65
2.4.2 光電化學 69
參考文獻 74
第三篇用于可見光分解水的光催化劑的表面納米結構 77
3.1 引言 77
3.2 光催化分解水中共催化劑的一般作用 79
3.3 光催化劑/共催化劑復合物的制備 80
3.4 混合氧化物納米粒子作為新型共催化劑 81
3.4.1 使用混合氧化物作為共催化劑的原因 81
3.4.2 Rh2.yCryO3 共催化劑用于全分解水的獨特性能 83
3.4.3 反應體系中的氣體對活性的影響 86
3.5 貴金屬/鉻(核/殼)納米粒子 87
3.5.1 核/殼結構納米粒子作為共催化劑最初設計概念 87
3.5.2 制備、表征與功能 88
3.5.3 成功制備核/殼納米結構的因素 91
3.5.4 提高核粒子的分散可增強貴金屬/ Cr2O3(核/殼)體系的活性 92
3.5.5 Cr2O3 修飾金屬氧化物核體系的應用 94
3.6 結論與展望 95
參考文獻 95
第四篇人工光合作用面臨的挑戰(zhàn)：水在納米結構界面的氧化 98
4.1 引言 98
4.2 析氧催化劑 100
4.2.1 金屬氧化物 100
4.2.2 多金屬氧酸鹽 105
4.2.3 光驅動多金屬氧酸鹽催化水氧化 107
4.3 碳納米管在水分解催化中的潛在應用 110
4.3.1 碳納米管作為電荷分離二分體中的活性組分 110
4.3.2 碳納米管應用于水分解 114
4.4 結論與展望 115
參考文獻 116
第五篇CO2 光催化還原：從分子到半導體 125
5.1 引言 125
5.2 金屬配合物光催化還原CO2 126
5.2.1 單組分體系 126
5.2.2 多組分體系 130
5.2.3 超分子光催化劑 135
5.3 無機半導體光催化體系 138
5.3.1 原理 138
5.3.2 TiO2 及相關材料 144
5.3.3 其他光催化劑 147
5.3.4 聚金屬氧酸鹽 149
5.3.5 復合體系 149
5.4 小結 152
參考文獻 152
第六篇設計基于金屬氧化物的異相催化劑以控制化學反應的選擇性 157
6.1 引言 157
6.2 二氧化鈦 158
6.2.1 氧化反應 159
6.2.2 還原反應 164
6.2.3 偶聯(lián)反應 164
6.3 高分散氧化物 167
6.3.1 鈦 167
6.3.2 鉻 170
6.3.3 釩 170
6.4 多鎢酸鹽 171
6.4.1 浸漬多相化 172
6.4.2 溶膠.凝膠多相化 173
6.4.3 離子交換法多相化 175
6.4.4 利用膜的多相化 177
6.4.5 光敏半導體的多相化 177
6.5 結論 178
參考文獻 178
索引 184