稀土纳米催化材料

纳米材料的研究一直是化学领域一些学者的研究热点，本书适合高等院校相关专业选作教材，对学生掌握相关基础知识和提升能力具有较大的帮助。

本书对稀土纳米材料的性能进行了综述和归纳，主要包括催化性能及其高效催化的机理。书中还对稀土纳米催化材料的合成与制备方法进行了总结，并在最后讨论和展望了稀土纳米催化材料研究中存在的问题和发展方向。
本书依据作者研究团队以及国内外稀土纳米材料的研究进展，从稀土元素的特点和性质出发，系统介绍了稀土磁性材料、稀土储氢材料、稀土上转换发光纳米材料、稀土复合材料、稀土催化材料以及稀土电化学能源材料，内容涵盖稀土纳米材料在光、电、磁、催化等领域的应用。
本书可供从事稀土纳米材料及其相关领域的研究人员及高等院校相关专业师生参考使用。

李振兴，副研究员，博士生导师，中国化学会会员、中国化工协会会员。现为中国石油大学（北京）新能源与材料学院教师，在国际期刊上发表多篇文章，主要研究项目有级孔道结构稀土铁酸盐材料的合成以及在汽车尾气处理中的应用等。

第1章纳米材料的结构与表征1
1.1化学组成和物相分析1
1.1.1X射线衍射分析1
1.1.2原子光谱5
1.2振动光谱技术7
1.2.1红外光谱7
1.2.2拉曼光谱9
1.2.3紫外可见吸收光谱12
1.3电子显微镜和显微结构分析13
1.3.1透射电子显微镜（TEM）13
1.3.2扫描电子显微镜（SEM）15
1.3.3扫描隧道显微镜（STM）17
1.3.4原子力显微镜（AFM）18
1.4纳米材料结构的气体吸附法表征20
1.4.1BET法测定比表面积20
1.4.2孔径分布测定23
1.5纳米材料的粒度分析25
1.5.1Eyecon225
1.5.2筛分分析26
1.5.3激光衍射27
1.5.4动态光散射28
参考文献29
第2章纳米材料的应用31
2.1催化31
2.1.1氢化反应31
2.1.2氧化反应32
2.1.3手性催化33
2.1.4酶催化33
2.1.5光催化34
2.1.6电化学和光电化学催化34
2.2能源34
2.2.1在太阳能电池中的应用35
2.2.2在超级电容器中的应用36
2.2.3在储氢方面的应用36
2.2.4在风能技术中的应用36
2.3环保37
2.3.1环境修复37
2.3.2处理污染物38
2.3.3环境监测39
2.3.4大气治理39
2.4分离40
2.4.1膜分离技术40
2.4.2色谱分离40
2.4.3萃取分离41
2.4.4电泳分离41
2.5生物42
2.5.1生物医学42
2.5.2毒理学作用和生物相容性43
2.5.3抗癌治疗43
2.5.4基因传递43
2.5.5抗菌剂44
2.6传感器44
2.6.1生物传感器45
2.6.2光学传感器51
2.7光学57
2.7.1发光材料57
2.7.2发光纳米温度计59
2.8磁性61
2.8.1磁性纳米片的能量应用61
2.8.2磁性纳米片的生物应用64
2.9电子66
2.9.1柔性电子印刷66
2.9.2电致变色器件69
参考文献74
第3章稀土纳米材料79
3.1稀土元素79
3.2稀土上转换发光材料80
3.2.1上转换发光材料简介80
3.2.2目前常见的合成方案81
3.2.3材料优化方法85
3.2.4应用88
3.3催化材料93
3.3.1氧化铈93
3.3.2稀土钙钛矿101
3.4稀土永磁材料103
3.4.1稀土永磁材料应用103
3.4.2未来发展104
3.5稀土储氢材料104
3.5.1稀土储氢材料概况104
3.5.2结构和性质104
3.5.3稀土储氢材料应用105
3.6稀土合金108
3.6.1稀土合金的制备108
3.6.2稀土合金的性能113
3.6.3稀土合金的应用116
3.7稀土陶瓷117
3.7.1有序介孔稀土氧化物陶瓷薄膜的制备117
3.7.2稀土陶瓷的应用118
3.8稀土复合材料120
3.8.1几种稀土复合材料的制备120
3.8.2稀土复合材料的应用121
参考文献123
第4章稀土纳米催化材料在光催化中的应用129
4.1光催化有机物降解130
4.2析氢反应（HER）143
4.3析氧反应（OER）156
4.4氮还原反应（NRR）160
4.5二氧化碳还原反应（CO2RR）167
参考文献176
第5章稀土纳米催化材料在电催化中的应用180
5.1析氢反应180
5.2析氧反应183
5.3氧还原反应186
5.4二氧化碳还原反应190
5.5氮还原反应196
参考文献202
第6章稀土纳米催化材料在环境催化中的应用205
6.1大气治理205
6.1.1汞污染治理206
6.1.2NOx污染治理216
6.1.3挥发性有机污染物治理222
6.2水体治理225
6.2.1水体有机污染物治理225
6.2.2水体重金属治理233
6.3总结240
参考文献241