光催化：环境净化与绿色能源应用探索 [Photocatalysis： Application on Environmental Purification and Green Energy] pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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朱永法，姚文清，宗瑞隆 著

图书标签:

• 光催化
• 环境净化
• 绿色能源
• 材料科学
• 化学
• 环境科学
• 能源
• 纳米材料
• 催化
• 污染治理

出版社： 化学工业出版社

ISBN：9787122211552

版次：1

商品编码：11591981

包装：精装

外文名称：Photocatalysis： Application on Environmental Purification and Green Energy

开本：16开

出版时间：2015-01-01

用纸：胶版纸

页数：524

编辑推荐

　　《光催化：环境净化应用与绿色能源探索》属国家科学技术学术著作出版基金资助项目，是作者及其研究团队20多年来在光催化领域研究的总结，内容涉及光催化理论、光催化材料、光催化技术以及光催化的应用。

内容简介

　　《光催化：环境净化与绿色能源应用探索》基于作者们在光催化领域的多年积累，以光催化的发展历史、光催化基本原理作为基础，重点探讨了各种光催化材料的制备、性能及应用，其中包括经典的二氧化钛纳米材料的制备、改性、复合、杂化以及光电协同催化性能等，同时深入介绍了可见光催化剂，包括复合氧化物及其改性研究方面的新发展，还详细介绍了光催化材料物性表征的各种手段，以及光催化机理和光催化性能的表征技术和方法。
　　书中介绍的很多内容是作者研究组的研究成果，反映了该领域的前沿和研究关注的问题。《光催化：环境净化与绿色能源应用探索》内容丰富，素材翔实，层次分明，可作为高等院校化学和材料专业及相关专业学生的课外读物，对从事光催化材料制备和应用研究的科研工作者具有重要的参考价值。

内页插图

目录

第1章 光催化基础
1.1 光催化的历史
1.1.1 光催化现象的发现
1.1.2 能源危机带来的发展机遇
1.1.3 环境危机带来的机遇
1.1.4 超级细菌和流行病毒的新对策
1.2 光催化基本概念
1.2.1 光催化剂和光催化反应
1.2.2 固体能带结构
1.2.3 光生电子、光生空穴和复合中心
1.3 光催化的应用领域
1.3.1 环境净化应用
1.3.2 微生物杀菌净化
1.3.3 表面自清洁净化
1.3.4 能源催化应用
1.4 光催化的发展趋势
1.4.1 新型光催化材料探索
1.4.2 光催化过程活性和能效的提高
1.4.3 光催化实际应用拓展
1.4.4 光催化技术的前景
参考文献

第2章 光催化原理
2.1 光催化反应的基元过程
2.1.1 光催化反应过程
2.1.2 反应过程的影响因素
2.1.3 从基元过程到探索高能效和高活性光催化剂的新思路
2.2 半导体能带理论
2.2.1 能带理论
2.2.2 带边位置
2.2.3 量子尺寸效应
2.2.4 电荷的传输与陷阱
2.2.5 空间电荷层和能带弯曲
2.2.6 电荷界面转移过程
2.2.7 光化学腐蚀反应
2.3 半导体的光学性质
2.3.1 光的吸收波长
2.3.2 光吸收的强度
2.3.3 光与光催化剂的相互作用——光物理过程与化学过程
2.4 光子激发与电荷迁移过程
2.4.1 光子激发过程
2.4.2 光生空穴和电子的分离、迁移、复合过程
2.5 表面吸附和反应
2.6 光催化与纳米材料
2.6.1 纳米尺度与光吸收
2.6.2 纳米尺度与分离效率
2.6.3 纳米尺度与表面活性
2.7 光催化氧化反应机理
2.7.1 光催化氧化模型
2.7.2 超氧自由基降解机理
2.7.3 羟基自由基降解机理
2.7.4 空穴直接氧化降解机理
2.7.5 气相体系的光催化反应原理
2.7.6 液相体系的光催化反应原理
2.8 光催化杀菌原理
2.9 光催化自清洁原理
2.10 光催化太阳能转换原理
2.10.1 光解水制氢原理
2.10.2 染料敏化太阳能电池
2.10.3 CO2的光还原原理
2.11 光催化反应活性的影响因素
2.11.1 光催化剂的晶型和晶面
2.11.2 光催化剂的结晶性
2.11.3 比表面积及其吸附作用
2.11.4 pH值的影响
2.11.5 反应温度的影响
2.1 2光催化反应动力学过程
参考文献

第3章 TiO2光催化材料可控合成
3.1 TiO2光催化材料的晶体结构和性能
3.1.1 TiO2的晶体结构
3.1.2 TiO2的电子结构
3.1.3 TiO2的光学特性
3.1.4 TiO2的理论设计
3.1.5 能带结构的理论计算
3.1.6 能带结构的调控
3.2 TiO2光催化材料的可控合成
3.2.1 气相法制备
……

第4章 TiO2薄膜光催化材料
第5章 TiO2光催化材料的活性提高
第6章 TiO2光催化材料的能效提高
第7章 新型光催化材料的探索
第8章 光电协同作用提高光催化材料的降解性能
第9章 表面杂化及其光催化性能的提高
第10章 光催化材料的理论计算研究方法
第11章 光催化材料的表征方法
第12章 光催化性能评价研究方法
第13章 光催化材料的环境净化应用
第14章 光催化新能源
第15章 光催化可降解塑料研究
索引

前言/序言

好的，下面是一份关于《光催化：环境净化与绿色能源应用探索》的图书简介，力求详实且避免套路化的表达： --- 《光催化：环境净化与绿色能源应用探索》图书简介 导言：文明的十字路口与材料科学的使命 人类社会的发展，在依赖化石能源驱动的同时，也以前所未有的速度加剧了环境污染和气候变化。如何在一个有限的地球上实现可持续发展，已成为摆在我们面前最紧迫的时代命题。传统的化学处理方法往往伴随着二次污染、高能耗或操作复杂等问题，亟需一种更清洁、更高效、更具前瞻性的技术路径。 光催化技术，正是应运而生于这一时代需求之下的交叉学科前沿。它利用光能激发半导体材料产生电子-空穴对，进而引发一系列氧化还原反应，从而实现对污染物的降解或对太阳能的捕获与转化。本书《光催化：环境净化与绿色能源应用探索》正是立足于这一核心理念，旨在系统梳理和深入剖析当前光催化研究领域的基础理论、前沿进展及其在实际应用中的巨大潜力。 第一部分：光催化基础理论的深度构建 本书的开篇，致力于为读者打下坚实的理论基础。我们首先追溯了光催化现象的物理和化学本质。这不仅仅是对光吸收、载流子分离与传输等基本过程的描述，更深入探讨了影响光催化效率的关键因素——如费米能级调控、表面缺陷工程以及异质结构筑的微观机理。 1.1 核心半导体材料的家族谱系： 我们详细梳理了从经典的二氧化钛（$ ext{TiO}_2$）到氮化碳（$ ext{g-C}_3 ext{N}_4$）、硫化物、氧化物以及新兴的复合材料。重点分析了每种材料在禁带宽度、表面活性位点以及光腐蚀稳定性方面的独特性质。 1.2 载流子调控的艺术： 载流子的有效分离和迁移是光催化反应的瓶颈所在。本书用大量的篇幅讲解了如何通过元素掺杂（如非金属掺杂、金属离子掺杂）、形貌控制（如纳米片、纳米管、中空结构）以及构建复合体系（如核壳结构、Z型/板型异质结）来拓宽可见光响应范围，并有效抑制电子-空穴的复合。对于电荷转移路径的阐释，采用了先进的理论计算模拟结果作为佐证，以期帮助研究者从本征层面理解材料设计策略的有效性。 1.3 反应机理的精细化探究： 光催化过程的活性物种鉴定至关重要。我们引入了原位表征技术（如原位傅里叶变换红外光谱、时间分辨光谱）的应用案例，详细解析了羟基自由基（$cdot ext{OH}$）、超氧自由基（$cdot ext{O}_2^{-}$）乃至直接氧化还原路径在不同反应体系中的主导地位和转化机制。 第二部分：环境净化的全景式应用 光催化在环境领域展现出无与伦比的“一锅法”净化潜力。本书将应用部分划分为水处理和空气净化两大模块，力求覆盖当前研究的热点和难点。 2.1 复杂水体污染的攻克： 针对传统污染物，如难降解有机染料、抗生素、内分泌干扰物（EDCs）和新兴污染物（如全氟烷基物质PFAS），本书不仅展示了高效降解的速率数据，更关注于反应的“矿化率”——即污染物是否被彻底分解为无害的二氧化碳和水。我们特别关注了在实际水体条件下（如pH变化、共存离子干扰、光照强度衰减）光催化剂的稳定性和抗中毒性研究。 2.2 气相污染的深度治理： 室内和室外空气中的挥发性有机物（VOCs）和氮氧化物（$ ext{NO}_x$）是重要的健康威胁。本书详细介绍了光催化剂如何在外墙涂层、室内空气净化器以及脱硝反应器中的应用设计。侧重于讨论气相反应中光照均匀性、湿度对反应的影响，以及催化剂的再生机制。 2.3 消毒与杀菌的生物学交叉： 除了化学降解，光催化产生的活性氧物种也具备强大的杀菌能力。本书收录了针对耐药菌株和生物膜的清除案例，探讨了光催化剂材料与生物相容性、细胞毒性之间的平衡设计。 第三部分：绿色能源转化的前沿探索 如果说环境净化是光催化的“消法”，那么能源转化则是其“创法”。本书聚焦于如何将太阳能转化为化学燃料和电能，这是光催化技术实现可持续未来的关键。 3.1 太阳能制氢的瓶颈与突破： 氢能被视为终极清洁能源。本书深入剖析了光催化水分解制氢（PEC制氢）中存在的关键障碍——高能耗的析氢反应（HER）和析氧反应（OER）的过电位问题。详细介绍了通过构建贵金属负载、分子催化剂耦合、以及高表面积载体辅助等策略，如何显著提高光电转换效率（Solar-to-Hydrogen, STH）。 3.2 二氧化碳还原（$ ext{CO}_2 ext{RR}$）的化学转化： 将温室气体二氧化碳转化为高附加值化学品（如CO、甲酸、甲烷或甲醇）是应对气候变化的重要途径。本书对比了光电化学与光热催化在$ ext{CO}_2$还原中的优劣势，重点阐述了如何通过精细调控反应中间体（如$ ext{CO}_2^{cdot-}$）的稳定性来导向目标产物的选择性合成。 3.3 光电化学电池与传感器应用： 此外，本书还涵盖了光电化学电池（PEC）在光电转换中的进展，以及利用光催化剂高灵敏度的特性开发的光催化传感器，用于痕量物质的快速、在线检测。 结语：迈向实用化与工程化的未来 《光催化：环境净化与绿色能源应用探索》不仅是一部理论的综述，更是一部实践的指南。我们清醒地认识到，从实验室到大规模工业应用之间，仍然存在“放大效应”和成本控制的鸿沟。因此，本书的最后部分将笔触投向了光催化反应器的工程化设计、长期运行的稳定性和经济性评估。我们期望本书能够激发新一代材料科学家、化学工程师和环境科学工作者，共同推动光催化技术从实验室的“奇思妙想”走向现实世界的“绿色方案”。 ---

评分☆☆☆☆☆

《光催化：环境净化与绿色能源应用探索》这本书的标题给我留下了深刻的印象，它暗示着一种对未来科技的深刻洞察和前瞻性的思考。我设想这本书会以一种非常宏观的视角，探讨光催化技术在应对全球性环境挑战和能源危机方面的战略意义。它是否会从全球气候变化、资源枯竭等宏观背景出发，阐述光催化技术作为一种“绿色”的解决方案，所具有的独特优势和不可替代的价值？我期待书中能够提供一些关于光催化技术在不同国家和地区的应用现状与发展趋势的对比分析，以及它在全球能源转型和环境保护政策制定中所扮演的角色。对于“环境净化”，我希望书中能够深入探讨光催化技术在处理新型污染物，如微塑料、药物残留、新兴的持久性有机污染物等方面的应用前景，并讨论其在环境修复和生态恢复中的潜力。而在“绿色能源”领域，我更关注这本书是否会从宏观经济和政策层面，分析光催化技术在能源产业结构调整、减少碳排放、以及创造新的经济增长点方面的潜在影响。这本书是否能为我们描绘出一幅光催化技术驱动下的，更加清洁、低碳、可持续的未来发展蓝图？

评分☆☆☆☆☆

拿到《光催化：环境净化与绿色能源应用探索》这本书，我最期待的是它能够带我领略光催化技术从实验室走向工业化应用的整个过程。书中是否会对光催化反应器进行详细的设计和优化方面的介绍？例如，如何根据不同的应用场景，设计出高效的反应器结构，最大化光能的利用效率，并保证催化剂的稳定性和长效性？我希望看到一些关于反应器流体力学、传质传热以及光照模式的讨论，这些细节往往决定了技术的成败。同时，这本书是否会深入探讨光催化剂的制备、修饰和复合技术？如何通过掺杂、表面沉积、纳米结构设计等手段，提高催化剂的可见光响应性、电荷分离效率以及催化活性？我特别好奇，书中是否会介绍一些“智能”光催化剂的设计理念，比如自清洁、自修复的光催化材料，它们将大大降低实际应用中的维护成本。对于绿色能源方面，我期待书中能够有关于光催化制氢技术与传统制氢方法的比较，以及其在规模化生产上面临的技术瓶颈和经济可行性分析。这本书能否为我勾勒出光催化技术在未来能源结构转型中，可能扮演的革新者角色？

评分☆☆☆☆☆

书名《光催化：环境净化与绿色能源应用探索》所传达的信息，让我对其中可能包含的跨学科知识感到兴奋。我好奇这本书是否会深入挖掘光催化与材料科学、化学工程、环境科学以及能源科学之间的紧密联系？它是否会从材料的角度出发，详细介绍不同类型光催化材料的制备、结构-性能关系以及改性策略？例如，是否会讨论如何通过调控半导体材料的带隙、缺陷密度、表面积等参数，来优化其光吸收能力和催化活性？我特别关注书中关于“环境净化”部分的论述，它是否会提供一些具体的案例，展示光催化技术在治理工业废水、城市污水、大气污染物等方面的实际应用效果？例如，在工业废水处理中，光催化是否能够有效去除重金属离子、酚类化合物、以及难降解的有机污染物？在空气净化方面，它是否能够作为一种主动式的净化技术，有效降低室内空气污染物的浓度？对于“绿色能源”的应用，我希望书中能够详尽阐述光催化在太阳能制氢、二氧化碳还原制化学品、以及光催化电池等领域的最新研究进展和潜在的应用前景。这本书是否能为我们展现，光催化技术如何通过巧妙地整合多种科学原理，为我们创造一个更清洁、更可持续的未来？

评分☆☆☆☆☆

这本书的书名《光催化：环境净化与绿色能源应用探索》听起来就充满了前沿科技的魅力，让人不禁联想到那些在实验室里闪耀着智慧光芒的研究者。我特别好奇，这本书会如何深入浅出地剖析光催化这一技术的核心原理？它会不会从基础的量子力学和固体物理出发，解释光是如何激发半导体材料产生电子-空穴对，进而驱动化学反应的？我期待书中能够详尽地介绍不同类型光催化剂的结构、性能及其在催化机理上的差异，比如二氧化钛、氮化碳、金属有机框架材料等等，并且能够提供一些具体的合成方法和表征手段，让读者对这些神奇的材料有一个直观的认识。同时，这本书能否为我们揭示光催化在实际应用中面临的挑战，例如催化剂的稳定性、选择性、活性衰减以及大规模生产的经济性等问题？我希望它能提供一些创新的解决方案和未来的研究方向，为我们指明探索的道路。更重要的是，这本书是否会强调光催化在解决我们当前面临的环境问题，如水污染、空气污染等方面的巨大潜力，并阐述其在可持续发展中的关键作用？从书名来看，它似乎是一扇通往绿色未来的窗口，我迫不及待想打开它，一探究竟。

评分☆☆☆☆☆

我之所以对《光催化：环境净化与绿色能源应用探索》这本书产生了浓厚的兴趣，很大程度上是因为它触及了两个当今社会最为关注的热点：环境保护和可持续能源。这本书是否能提供一个全面的视角，让我们理解光催化技术如何能够成为解决环境污染难题的利器？我设想书中会详细阐述光催化降解有机污染物、去除氮氧化物、甚至净化微生物的原理，并且会提供大量的实验数据和案例分析，以证明其在实际环境中的有效性。例如，在水处理方面，它能否通过光催化技术高效去除废水中残留的农药、染料、抗生素等，还原水体的清澈？在空气净化方面，它又是否能有效吸附并催化分解空气中的挥发性有机物（VOCs）和PM2.5颗粒，改善我们呼吸的空气质量？此外，这本书在“绿色能源应用”这一部分，又会为我们描绘怎样的图景？我猜测它会重点介绍光催化在制氢、二氧化碳还原、甚至是直接利用太阳能合成燃料等方面的最新进展。这些应用不仅能够帮助我们摆脱对化石燃料的依赖，更能实现碳资源的循环利用，为构建低碳社会提供强有力的技术支撑。这本书能否为我们展现光催化技术在能源危机和气候变化的双重挑战下，所能扮演的关键角色？

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整体感觉不错。。。。

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还没看 买来了解一下 印刷还不错

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正在看，应该是本好书

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东西不错，送货快，价格合适

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非常给力，比当当省了2%费用

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非常好的一本书。

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好评，服务很好，质量不错，物美价廉，下次再来，谢谢！

评分☆☆☆☆☆

这本书编写内容不错，但字太小了，印霜质量不好啊

评分☆☆☆☆☆

印刷质量好，是正版。。。。。