第1章概述  001

1.1光電淨化技術背景  002

1.1.1光與水簡介  002

1.1.2水的重要性  002

1.2光電淨化技術介紹  004

1.2.1自然界的光電淨化現像  004

1.2.2人工發展的光電淨化技術簡介  004

1.2.3光電催化淨化技術特點  006

參考文獻  007



第2章水處理技術綜述  008

2.1污水的概述  009

2.1.1污水中的組分  009

2.1.2取樣與分析技術  010

2.1.3污水的性質  010

2.1.4污水中的無機物和有機物  011

2.2純水制備  015

2.2.1反滲透技術  015

2.2.2電滲析技術  020

2.2.3電去離子技術  024

2.3污水處理  028

2.3.1物理處理過程  028

2.3.2化學處理過程  029

2.3.3生物處理過程  031

2.4海水淡化  033

2.4.1反滲透技術  034

2.4.2多級閃蒸技術  035

2.4.3多效蒸發技術  036

2.4.4機械式蒸汽再壓縮技術  037

2.5MVR海水淡化技術的比較優勢  039

2.5.1基於MVR技術的海水淡化工藝  040

2.5.2工藝流程  040

2.5.3工藝參數的選取  040

2.5.4處理水質  041

2.5.5能耗對比分析  041

2.5.6技術分析與預測  041

參考文獻  042



第3章光電淨化技術  044

3.1光化學反應  045

3.1.1光合作用  045

3.1.2光氧化還原  046

3.2光催化反應  051

3.2.1光催化反應原理  053

3.2.2紫外光催化反應  056

3.2.3可見光催化反應  058

3.2.4光催化材料的制備方法  067

3.2.5光催化工藝的應用研究  075

3.3電催化反應  078

3.3.1電催化反應原理  078

3.3.2電催化材料與器件  082

3.3.3電催化的應用研究  085

3.4光電催化反應  087

3.4.1光電催化反應原理  088

3.4.2光電催化材料與器件  092

3.5膜電容效應  105

3.5.1電容去離子原理  105

3.5.2膜電容去離子原理  108

參考文獻  110



第4章光電淨化技術的工程應用  118

4.1太陽能光伏在水處理領域的應用  119

4.1.1太陽能光伏技術簡介  119

4.1.2太陽能光伏發電與傳統生化法水處理的結合應用  121

4.1.3太陽能光伏發電與海水淡化的結合應用  121

4.2光催化和光電催化在河流湖泊水淨化中的應用  122

4.2.1光催化技術在河流湖泊水淨化中的應用  123

4.2.2光電催化技術在河流湖泊水淨化中的應用  124

4.3光電催化在工業污水淨化中的應用  125

4.3.1光電催化技術在日化廢水處理中的應用  126

4.3.2光電催化技術在太陽電池生產廢水處理中的應用  127

4.3.3光電催化技術在真空鍍膜工業廢水處理中的應用  129

4.3.4光電催化技術在電泳廢水處理中的應用  130

4.3.5光電催化技術在垃圾滲濾液/ 壓濾液處理中的應用  130

參考文獻  132



第5章光電淨化技術的應用展望  133

5.1光電淨化技術相關的材料發展  134

5.1.1光催化材料體繫  134

5.1.2納米電催化材料體繫  141

5.2光電淨化技術在環保領域的應用前景  144

5.2.1對有機廢水的降解淨化  144

5.2.2空氣淨化  145

5.2.3光電催化在COD測定中的應用  145

5.2.4光電催化技術在重金屬離子回收中的應用  146

5.2.5光電催化材料在傳感器中的應用  146

5.2.6光電催化材料在太陽能分解水方面的應用  147

5.3光電淨化技術的發展前景展望  148

參考文獻  148

當今社會發展面臨能源與環境的問題，需要發展新的技術來解決社會發展所帶來的能源與環境危機，而發展納米光電技術和工程應用則是解決這類問題的有效途徑之一。納米光電技術主要有三大應用領域：信息（如光通信、光電顯示等）、能源（如光伏、光熱、光催化制氫等）、環境（如光電催化淨化水、氣等）。其中在環境領域的應用包括氣體淨化、水處理及固體廢物處理等。光電技術在水處理領域的應用包括污水淨化、純水制備、海水淡化等，如采用光電催化技術可有效地分解水中的有機污染物，具有高效率、低能耗、無二次污染等特點，展現出良好的發展前景。本書針對光電淨化技術在水處理領域的應用，特別是對於去除水中的可溶性有機物、各類離子（鹽）等的技術和工藝進行了詳細的論述；對水處理的原理、技術及應用進行了綜述，對於光電淨化技術相關的材料、器件、工藝、工程化應用及發展前景進行了較具體的論述，對於水處理的節能、減排和資源化利用提供了一條實用化的技術路線。

本書適合材料、光電子、環境、工程及管理等方面的專業人員作為參考，以了解新型光電技術在水處理領域及環境淨化領域的新技術應用和發展前景。

除孫卓、張哲娟、宋也男外，聶耳、劉素霞、樸賢卿和趙然分別參加了第2 章至第4 章具體內容的編寫和校對工作，對各位作者的辛勤付出表示感謝！

後感謝華東師範大學、上海納晶科技有限公司、蘇州晶能科技有限公司等單位和相關人員，在本書寫作過程中提供的翔實基礎數據和工程應用實例。



孫卓

2020年9月22日