●第1章 光催化基礎
1.1 光催化的歷史
1.1.1 光催化現像的發現
1.1.2 能源危機帶來的發展機遇
1.1.3 環境危機帶來的機遇
1.1.4 超級細菌和流行病毒的新對策
1.2 光催化基本概念
1.2.1 光催化劑和光催化反應
1.2.2 固體能帶結構
1.2.3 光生電子、光生空穴和復合中心
1.3 光催化的應用領域
1.3.1 環境淨化應用
1.3.2 微生物殺菌淨化
1.3.3 表面自清潔淨化
1.3.4 能源催化應用
1.4 光催化的發展趨勢
1.4.1 新型光催化材料探索
1.4.2 光催化過程活性和能效的提高
1.4.3 光催化實際應用拓展
1.4.4 光催化技術的前景
參考文獻
第2章 光催化原理
2.1 光催化反過程
2.1.1 光催化反應過程
2.1.2 反應過程的影響因素
2.1.3過程到探索高能效和高活性光催化劑的新思路
2.2 半導體能帶理論
2.2.1 能帶理論
2.2.2 帶邊位置
2.2.3 量子尺寸效應
2.2.4 電荷的傳輸與陷阱
2.2.5 空間電荷層和能帶彎曲
2.2.6 電荷界面轉移過程
2.2.7 光化學腐蝕反應
2.3 半導體的光學性質
2.3.1 光的吸收波長
2.3.2 光吸收的強度
2.3.3 光與光催化劑的相互作用――光物理過程與化學過程
2.4 光子激發與電荷遷移過程
2.4.1 光子激發過程
2.4.2 光生空穴和電子的分離、遷移、復合過程
2.5 表面吸附和反應
2.6 光催化與納米材料
2.6.1 納米尺度與光吸收
2.6.2 納米尺度與分離效率
2.6.3 納米尺度與表面活性
2.7 光催化氧化反應機理
2.7.1 光催化氧化模型
2.7.2 超氧自由基降解機理
2.7.3 羥基自由基降解機理
2.7.4 空穴直接氧化降解機理
2.7.5 氣相體繫的光催化反應原理
2.7.6 液相體繫的光催化反應原理
2.8 光催化殺菌原理
2.9 光催化自清潔原理
2.1 0光催化太陽能轉換原理
2.1 0.1 光解水制氫原理
2.1 0.2 染料敏化太陽能電池
2.1 0.3 CO2的光還原原理
2.1 1光催化反應活性的影響因素
2.1 1.1 光催化劑的晶型和晶面
2.1 1.2 光催化劑的結晶性
2.1 1.3 比表面積及其吸附作用
2.1 1.4 pH值的影響
2.1 1.5 反應溫度的影響
2.1 2光催化反應動力學過程
參考文獻
第3章 TiO2光催化材料可控合成
3.1 TiO2光催化材料的晶體結構和性能
3.1.1 TiO2的晶體結構
3.1.2 TiO2的電子結構
3.1.3 TiO2的光學特性
3.1.4 TiO2的理論設計
3.1.5 能帶結構的理論計算
3.1.6 能帶結構的調控
3.2 TiO2光催化材料的可控合成
3.2.1 氣相法制備
3.2.2 液相法制備
3.2.3 醇解法制備TiO2納米粉體光催化劑
3.3 TiO2納米管結構的控制合成
3.3.1 模板法
3.3.2 水熱法
3.3.3 陽極氧化法
3.4 TiO2纖維的制備方法
3.4.1 鈦酸酯晶須脫堿法
3.4.2 溶膠  凝膠法
3.4.3 水熱法及溶劑熱法
3.4.4 其它制備方法
3.5 核殼結構TiO2的控制合成
3.5.1 TiO2作為核的核殼體繫
3.5.2 TiO2作為殼層的核殼體繫
3.5.3 TiO2作為核殼結構載體的體繫
3.6 介孔結構TiO2的合成
3.6.1 模板劑方法
3.6.2 鈦酸酯  十八胺法制備中孔納米TiO2粉體
3.6.3 P123制備納米TiO2介孔材料
3.7 可見光響應納米TiO2光催化材料的合成
3.7.1 金屬離子摻雜
3.7.2 素摻雜
3.7.3 素的單質摻雜
3.7.4 素的共摻雜
3.7.5 離子注入
3.7.6 表面光敏化
3.7.7 表面雜化
3.8 TiO2光催化材料的應用
3.8.1 在空氣淨化上的應用
3.8.2 在污水處理上的應用
3.8.3 在化妝品上的應用
參考文獻
第4章 TiO2薄膜光催化材料
4.1 薄膜光催化材料的特點
4.1.1 比表面積小
4.1.2 吸附能力弱
4.1.3 反應活性低
4.2 TiO2薄膜光催化材料的制備
4.2.1 物理鍍膜法
4.2.2 化學方法
4.3 薄膜與基底的相互作用
4.3.1 薄膜與金屬基底的相互作用
4.3.2 薄膜與玻璃基底的相互作用
4.3.3 薄膜與柔性基底的相互作用
4.4 多孔及介孔薄膜光催化材料的合成方法
4.4.1 軟模板法
4.4.2 硬模板法
4.5 TiO2納米管陣列光催化薄膜
4.5.1 模板法制備TiO2納米管陣列
4.5.2 在基底物質表面制備TiO2納米管陣列
4.5.3 陽極氧化法制備TiO2納米管陣列
4.5.4 鈦合金氧化制備復合金屬氧化物納米管陣列
4.5.5 自組裝制備特殊功能TiO2納米管陣列
4.6 可見光響應型TiO2薄膜
4.6.1 金屬離子摻雜
4.6.2 非金屬離子摻雜
4.7 氮摻雜可見光響應型二氧化鈦的制備方法
4.7.1 濺射法制備摻氮
4.7.2 脈衝激光沉積
4.7.3 加熱法
4.7.4 離子注入法
4.8 薄膜光催化劑的應用
4.8.1 在抗菌上的應用
4.8.2 TiO2薄膜自清潔作用
4.8.3 TiO2薄膜可作為親水防霧塗層
參考文獻
第5章 TiO2光催化材料的活性提高
5.1 影響光催化材料活性的主要因素
5.2 TiO2晶相結構與缺陷的控制
5.3 能帶位置對光催化性能的影響
5.4 晶粒大小的控制
5.4.1 光生載流子的輸運
5.4.2 吸附能力的改變
5.4.3 晶粒尺寸對能隙的影響
5.5 陽離子摻雜
5.5.1 稀土離子摻雜
5.5.2 過渡金屬離子摻雜
5.6 陰離子摻雜
5.6.1 氮的摻雜
5.6.2 硫的摻雜
5.6.3 鹵素的摻雜
5.6.4 碳的摻雜1185.7 表面貴金屬改性
5.7.1 貴金屬納米顆粒的表面沉積
5.7.2 表面等離子體共振吸收
5.7.3 電荷遷移的增強效應
5.7.4 負載貴金屬後的光催化活性和選擇性
5.7.5 不同負載方法對光催化活性和選擇性的影響
5.8 半導體的表面光敏化技術
5.8.1 染料敏化
5.8.2 酞菁敏化
5.9 半導體的異質結復合技術
5.9.1 半導體的表面異質結
5.9.2 異質結促進活性提高的原理
5.9.3 SnO2/TiO2異質結體繫
5.9.4 界面復合（TiO2/SnO2/glass、SnO2/TiO2/glass）
5.9.5 復合順序對光催化活性的影響
5.9.6 復合樣品內外層厚度對光催化活性的影響
5.1 0影響反應活性的環境因素
5.1 0.1 光源與光強
5.1 0.2 有機物濃度
5.1 0.3 pH值
5.1 0.4 溫度
5.1 0.5 其它影響因素
5.1 1輔助能量場對TiO2光催化反應的影響
5.1 1.1 熱場
5.1 1.2 電場
5.1 1.3 微波場
5.1 1.4 超聲場
參考文獻
第6章 TiO2光催化材料的能效提高
6.1 離子摻雜技術
6.1.1 TiO2的本征吸收
6.1.2 離子摻雜類型對二氧化鈦光催化活性的影響
6.1.3 離子摻雜的方法
6.2 染料光敏化
6.2.1 TiO2光敏化的機理
6.2.2 無機化合物敏化劑
6.2.3 有機染料敏化劑
6.2.4 金屬有機配合物敏化劑
6.2.5 復合光敏化劑
6.3 表面雜化
6.3.1 TiO2/C60149 6.3.2
6.3.3 TiO
6.4 半導體的異質結復合
6.4.1 復合半導體的模型結構
6.4.2 CdS半導體的光電性能與光腐蝕過程
6.4.3 CdS  TiO2復合半導體的電子傳輸機理
6.4.4 CdS  TiO2復合半導體的合成方法
參考文獻
第7章 新型光催化材料的探索
7.1 新型光催化材料探索的重要性
7.1.1 TiO2光催化材料的局限性
7.1.2 復合氧化物的優勢以及研究現狀
7.2 鉭鈮鈣鈦礦結構光催化材料
7.2.1 堿金屬鉭酸鹽復合氧化物
7.2.2 堿土金屬鉭酸鹽復合氧化物
7.2.3 金屬鈮酸鹽復合氧化物
7.3 鎢鉬釩繫光催化材料
7.3.1 鎢酸鹽繫光催化材料
7.3.2 鉬酸鹽繫光催化材料
7.4 含氧酸鹽光催化材料
7.4.1 水熱法制備BiPO4及其光催化性能
7.4.2 水熱法制備Bi2O2(OH)NO3及其光催化性能
7.5 石墨結構C3N4(g  C3N4)聚合物光催化材料
參考文獻
第8章 光電協同作用提高光催化材料的降解性能
8.1 光電協同催化基礎
8.2 光電協同催化原理
8.2.1 電場輔助光催化過程
8.2.2 光電協同催化氧化過程
8.3 光電協同催化實驗
8.3.1 光電協同催化電極
8.3.2 光電協同反應設備
8.3.3 光電協同催化反應的影響因素
8.4 Bi2WO6薄膜的光電協同催化
8.4.1 Bi2WO6薄膜的表征
8.4.2 Bi2WO6薄膜對4  CP的光電協同催化降解
8.4.3 Bi2WO6薄膜的穩定性分析
8.5 TiO2納米管陣列的光電協同催化
8.5.1 TiO2納米管陣列的制備
8.5.2 TiO2納米管陣列光電性能研究
8.5.3 TiO2納米管陣列的修飾改性
8.6 光電協同催化的環境淨化
8.6.1 光電協同催化污水淨化應用
8.6.2 光電協同催化存在的問題
參考文獻
第9章 表面雜化及其光催化性能的提高
9.1 共軛π材料的結構和電子性能
9.2 表面雜化作用機理
9.3 C60的表面雜化
9.3.1 C60的性質和結構特點
9.3.2 簡單氧化物光催化劑的C60表面雜化
9.3.3 新型復合氧化物光催化劑的C60表面雜化
9.4 類石墨碳的表面雜化
9.4.1 類石墨碳的性質和結構特點
9.4.2 簡單氧化物光催化劑的類石墨碳表面雜化
9.5 聚苯胺的表面雜化
9.5.1 聚苯胺的性質和結構特點
9.5.2 簡單氧化物光催化劑的PANI表面雜化
9.6 石墨烯的表面雜化
9.6.1 石墨烯的性質及結構特點
9.6.2 簡單氧化物光催化劑的石墨烯表面雜化
9.7 C3N4的表面雜化
9.7.1 C3N4的性質及結構特點
9.7.2 簡單氧化物光催化劑的 C3N4表面雜化
參考文獻
第10章 光催化材料的理論計算研究方法
10.1 半導體的能帶理論
10.1.1 半導體與帶隙
10.1.2 導帶和價帶電位估算
10.1.3 載流子的有效質量
10.1.4 缺陷濃度與缺陷形成能
10.2 光催化理論計算的信息
10.2.1 能帶結構及態密度分布
10.2.2 光學性質
10.2.3 缺陷形成能與化學勢
10.3 理論計算方法
10.3.1 基於密度泛函理論的第一性原理概述
10.3.2第一性原理計算流程
10.3.3 基於密度泛函理論計算軟件包CASTEP和SIESTA軟件
10.4 氧化物半導體光催化材料的能帶計算
10.4.1 d0氧化物
10.4.2 d10氧化物
10.4.3 其它氧化物
10.5 二氧化鈦點缺陷結構的理論研究
10.5.1 幾何結構
10.5.2 本征缺陷能
10.6 非金屬單摻雜TiO2的電子結構
10.6.1 物理模型
10.6.2 缺陷形成能
10.6.3 電子結構
10.7 非金屬與過渡金屬共摻雜TiO2的電子結構
10.7.1 物理模型
10.7.2 共摻雜的束縛能
10.7.3 共摻雜的電子結構
10.8 共摻雜的協同效應研究
10.8.1 物理模型
10.8.2 共摻雜缺陷形成能
10.8.3 電子結構
10.8.4 光學性質
參考文獻
第11章 光催化材料的表征方法
11.1 光催化材料的成分分析方法
11.1.1 X射線熒光光譜法
11.1.2 原子吸收光譜法
11.1.3 等離子體質譜法
11.1.4 電子探針分析法
11.2 光催化材料的物相結構的表征
11.2.1 X射線晶體衍射
11.2.2 電子衍射分析
11.2.3 拉曼光譜分析
11.3 表面與價鍵分析
11.3.1 紅外光譜分析
11.3.2 X射線光電子能譜
11.3.3 俄歇電子能譜
11.4 分散度及形貌分析
11.4.1 掃描電鏡
11.4.2 透射電鏡
11.4.3 原子力顯微鏡
11.4.4 粒度分析儀
11.5 光吸收性能研究
11.6 光催化材料的熱分析方法
11.7 比表面和孔分布研究
參考文獻
第12章 光催化性能評價研究方法
12.1 光催化機理研究
12.1.1 紫外  可見漫反射光譜法
12.1.2 熒光光譜：缺陷結構與壽命
12.1.3 表面光電壓譜
12.1.4 表面光電流
12.1.5 交流阻抗譜
12.1.6 平帶電位
12.1.7 自由基與空穴捕獲研究
12.1.8 時間分辨光電導譜（TRPC）
12.2 光催化反應過程中的產物分析
12.2.1 高效液相色譜方法
12.2.2 色譜/質譜聯用技術
12.2.3 離子色譜
12.2.4 總有機碳分析
12.3 光源與光催化反應器
12.3.1 光源與光譜器件
12.3.2 光催化反應器
12.4 光催化材料性能評價
12.4.1 液相光催化活性評價方法
12.4.2 氣相光催化活性評價方法
12.4.3 光解水制氫性能評價
12.4.4 光催化自清潔性能評價方法
12.4.5 光催化抗菌性能測試
參考文獻
第13章 光催化材料的環境淨化應用
13.1 光催化對有毒有害物的分解反應
13.1.1 揮發性有機化合物
13.1.2 內分泌干擾物
13.1.3 持久性有機污染物（POPs）
13.2 光催化在空氣淨化方面的應用
13.2.1 甲醛淨化
13.2.2 甲苯淨化
13.3 光催化在水淨化方面的應用
13.3.1 表面活性劑
13.3.2 染料廢水
13.3.3 農藥廢水
13.4 光催化降解復合技術
13.4.1 光催化降解淨化
13.4.2 光電協同催化降解淨化
13.4.3 臭氧協同光催化降解
13.4.4 雙氧水協同光催化降解
13.4.5 Fenton光催化降解
13.5 光催化降解的應用
13.5.1 生活飲用水的淨化
13.5.2 低濃度高毒性污水的淨化
13.6 光催化在建築材料方面的應用
13.6.1 自清潔玻璃
13.6.2 自清潔塗料
13.7 光催化在抗菌淨化方面的應用
13.7.1 抗菌陶瓷
13.7.2 抗菌玻璃
13.7.3 抗菌不鏽鋼
13.7.4 抗菌塑料
13.7.5 抗菌塗料
13.7.6 其它
參考文獻
第14章 光催化新能源
14.1 光催化水分解制氫反應
14.1.1 光催化分解水制氫基本原理
14.1.2 提高光催化劑分解水制氫效率的方法
14.1.3 粉體光催化劑分解水制氫
14.1.4 光電催化分解水制氫
14.2 太陽能光伏電池
14.2.1 染料敏化太陽能電池
14.2.2 其它太陽能電池
14.3 二氧化碳的能源利用
14.3.1 還原CO2方法的概述
14.3.2 光催化還原CO2的催化體繫
參考文獻
第15章 光催化可降解塑料研究
15.1 光催化可降解塑料原理
15.2 聚苯乙烯（PS）可降解塑料
15.2.1 紫外降解過程和產物分析
15.2.2 可見光降解研究
15.3 聚乙烯可降解塑料
15.3.1 PE  TiO2薄膜在紫外光及日光下的光催化降解研究
15.3.2 PE  (TiO2/CuPc)薄膜在日光下的光催化降解研究
15.3.3 改善聚乙烯薄膜降解性能的其它相關研究
15.4 基於光催化的可降解塑料的進展
15.4.1 直接利用納米TiO2 作為光催化劑
15.4.2 改性納米TiO2作為光催化劑
參考文獻
索引

朱永法和姚文清和宗瑞隆編著的《光催化》基於作者們在光催化領域的多年積累，以光催化的發展歷史、光催化基本原理作為基礎，重點探討了各種光催化材料的制備、性能及應用，其中包括經典的二氧化鈦納米材料的制備、改性、復合、雜化以及光電協同催化性能等，同時深入介紹了可見光催化劑，包括復合氧化物及其改性研究方面的新發展，還詳細介紹了光催化材料物性表征的各種手段，以及光催化機理和光催化性能的表征技術和方法。
書中介紹的很多內容是作者研究組的研究成果，反映了該領域的前沿和研究關注的問題。本書內容豐富，素材翔實，層次分明，可作為高等院校化學和材料專業及相關專業學生的課外讀物，對從事光催化材料制備和應用研究的科研工作者具有重要的參考價值。