多级结构纳米复合材料光催化研究

本书共8章，对有关光催化材料以及近年来在光催化应用领域的研究成果进行了收集、整理和总结。基于异相光催化需求导向，通过化学、环境科学与工程、材料科学等学科的交叉融合研制多级结构纳米复合材料，探究构效关系。第1章概述了TiO2基纳米材料在环境领域的应用及复合结构，第2章介绍了TiO2纳米空心球尺寸对Cr(V)光还原活性影响研究，第3章介绍了核壳型纳米材料的合成及催化性能研究，第4章介绍了双壳纳米材料的合成及催化性能研究，第5~8章介绍了双壳夹心纳米材料的合成及催化性能研究。本书可供化学、环境科学与工程、材料科学等学科相关领域教学科研工作者和工程技术人员阅读。

第1章 TiO2基纳米材料在环境领域的应用及复合结构 1
1.1 TiO2基纳米材料在环境领域的应用概况 1
1.1.1 TiO2基纳米材料在光处理重金属方面的应用 1
1.1.2 TiO2基纳米材料在光降解有机污染物方面的应用 8
1.1.3 TiO2基纳米材料在光氧化苯甲醇方面的应用 11
1.1.4 TiO2基纳米材料在其他环境方面的应用 14
1.1.5 TiO2基纳米材料在环境应用方面存在的不足 15
1.2 常见的复合金属氧化物纳米材料结构 16
1.2.1 无定形复合金属氧化物纳米材料 16
1.2.2 单壳层或多壳层复合金属氧化物空心结构 18
1.2.3 核壳型纳米复合金属氧化物结构 21
1.2.4 yolk-shell型纳米复合金属氧化物结构 23
参考文献 25
第2章 TiO2纳米空心球尺寸对Cr（Ⅵ）光还原活性影响研究 34
2.1 引言 34
2.2 材料与方法 35
2.2.1 主要仪器与试剂 35
2.2.2 催化剂制备 35
2.2.3 Cr（Ⅵ）光还原活性实验步骤及测试方法 36
2.2.4 电化学性能测试 36
2.3 不同尺寸TiO2空心球的结构及光还原催化效果 36
2.3.1 TiO2空心球结构 36
2.3.2 Cr（Ⅵ）光还原活性测试效果 40
2.3.3 光还原机理研究 43
2.4 不同尺寸TiO2aWO3/Au空心球的结构及Cr（Ⅵ）光还原活性测试效果 44
2.4.1 不同尺寸TiO2aWO3/Au空心球的结构表征 44
2.4.2 不同尺寸TiO2aWO3/Au空心球Cr（Ⅵ）光还原活性测试效果及其机理 46
2.5 小结与展望 48
参考文献 49
第3章 核壳型纳米材料的合成及催化性能研究 52
3.1 引言 52
3.2 材料与方法 54
3.2.1 主要仪器与试剂 54
3.2.2 核壳型AuaCeO2纳米材料的合成 54
3.2.3 核壳型Al2O3aCuO纳米材料的合成 56
3.2.4 核壳型AuaCu2O星状多面体纳米材料的合成 58
3.2.5 催化性能评价 59
3.3 核壳型AuaCeO2的结构及CO催化氧化性能研究 61
3.3.1 核壳型AuaCeO2的结构性质 61
3.3.2 AuaCeO2微球的CO催化性能 66
3.4 核壳型AuaCu2O的结构及其光催化性能研究 71
3.4.1 核壳型AuaCu2O星状多面体的形貌表征 71
3.4.2 核壳型AuaCu2O的吸附和光催化性能研究 77
3.5 核壳型Al2O3aCuO的结构及CO催化氧化性能研究 81
3.5.1 核壳型Al2O3aCuO催化剂的形貌结构 81
3.5.2 CO催化性能评价 87
3.6 小结与展望 92
参考文献 93
第4章 双壳WO3aTiO2纳米材料及其光催化降解阴阳离子型芳香族污染物研究 97
4.1 引言 97
4.2 材料与方法 98
4.2.1 主要仪器与试剂 98
4.2.2 催化剂制备 99
4.2.3 吸附活性和光催化活性测试 100
4.3 双壳WO3aTiO2空心球的结构和催化性能应用 101
4.3.1 双壳WO3aTiO2空心球的结构性质 101
4.3.2 双壳WO3aTiO2空心球纳米复合材料的吸附和光催化降解污染物研究 108
4.3.3 TiO2aWO3/Au空心球的形貌结构及其吸附和光催化性能 111
4.4 小结与展望 126
参考文献 127
第5章 双壳夹心Au/TiO2纳米材料的合成及CO催化氧化性能研究 130
5.1 引言 130
5.2 材料与方法 131
5.2.1 主要仪器与试剂 131
5.2.2 材料的合成 132
5.2.3 催化性能评价 133
5.3 夹心型Au/TiO2空心微球的合成机理及CO催化氧化性能研究 133
5.3.1 夹心型Au/TiO2空心微球的表征及其合成机理 133
5.3.2 催化性能评价 140
5.4 小结与展望 148
参考文献 148
第6章 双壳夹心TiO2aAuaCeO2空心球光催化降解污染物及光还原Cr（Ⅵ）研究 151
6.1 引言 151
6.2 材料与方法 152
6.2.1 主要仪器与试剂 152
6.2.2 催化剂制备 152
6.2.3 光催化活性测试 153
6.2.4 Cr（Ⅵ）光还原活性测试 154
6.3 双壳夹心TiO2aAuaCeO2空心球的结构及其光催化应用 154
6.3.1 双壳夹心TiO2aAuaCeO2空心球的形貌表征 154
6.3.2 双壳夹心TiO2aAuaCeO2空心球光氧化及光还原性能 158
6.4 小结与展望 168
参考文献 168
第7章 双壳夹心TiO2aPtaCeO2及TiO2aNMsaZnO空心球光还原Cr（Ⅵ）及光氧化苯甲醇性能研究 172
7.1 引言 172
7.2 材料与方法 173
7.2.1 主要仪器与试剂 173
7.2.2 催化剂制备 174
7.2.3 Cr（Ⅵ）光还原活性测试 175
7.2.4 苯甲醇的光催化氧化 176
7.3 双壳夹心TiO2aPtaCeO2空心球的结构及其催化活性 177
7.3.1 双壳夹心TiO2aPtaCeO2空心球表征 177
7.3.2 双壳夹心TiO2aPtaCeO2空心球双功能催化性能研究 184
7.4 双壳夹心TiO2aNMsaZnO空心球的结构及其催化活性 190
7.4.1 双壳夹心TiO2aNMsaZnO空心球结构 190
7.4.2 双壳夹心TiO2aNMsaZnO空心球光氧化性能及其机理研究 197
7.4.3 TiO2aNMsaZnO空心球负载贵金属种类对催化性能的影响 202
7.5 小结与展望 204
参考文献 205
第8章 双壳夹心TiO2aPtaC3N4及TiO2aAuaC空心球光催化性能协同增强机制研究 210
8.1 引言 210
8.2 材料与方法 212
8.2.1 主要仪器与试剂 212
8.2.2 催化剂制备 212
8.2.3 吸附活性和光催化活性测试 213
8.2.4 产氢活性测试 214
8.2.5 电化学性能测试 215
8.3 双壳夹心TiO2aAuaC空心球的结构及其光催化活性 215
8.3.1 双壳夹心TiO2aAuaC空心球的结构 215
8.3.2 双壳夹心TiO2aAuaC空心球的吸附及光催化性能 225
8.3.3 双壳夹心TiO2aAuaC空心球光催化产氢性能 229
8.4 双壳夹心TiO2aPtaC3N4空心球的结构及其光催化活性 231
8.4.1 双壳夹心TiO2aPtaC3N4空心球的结构性质 231
8.4.2 双壳夹心TiO2aPtaC3N4空心球的光催化污染物研究 237
8.5 小结与展望 242
参考文献 243