光催化技術(shù)

前言

　　最近數(shù)年，隨著國(guó)際社會(huì)對(duì)化學(xué)和能源生產(chǎn)過程對(duì)自然環(huán)境影響的持續(xù)關(guān)注，新型綠色技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用倍受重視。綠色技術(shù)預(yù)期將為持續(xù)增長(zhǎng)的飲用水、清潔空氣和多種類型的能源需求提供生態(tài)友好的解決方案?！　」獯呋夹g(shù)是一種有巨大發(fā)展前景的創(chuàng)新性綠色技術(shù)，是一個(gè)真正環(huán)境友好的過程。在光特別是紫外或太陽光作用下，受激半導(dǎo)體產(chǎn)生可向表面移動(dòng)的電子和正電荷，促進(jìn)表面氧化還原反應(yīng)的發(fā)生，這是污染物降解和其他光誘導(dǎo)光化學(xué)轉(zhuǎn)化過程，如水分解的基本步驟?！　∽罱某霭嫖锩芮嘘P(guān)注光催化及其相關(guān)技術(shù)的發(fā)展。Elsevier出版社的化學(xué)工程進(jìn)展系列叢書的第36卷——《光催化技術(shù)》的目標(biāo)就是全面介紹光催化技術(shù)的最新進(jìn)展。為此，特別邀請(qǐng)數(shù)位該領(lǐng)域的杰出科學(xué)家撰寫了第36卷的相關(guān)章節(jié)。　　第1章介紹了光催化反應(yīng)化學(xué)模擬的現(xiàn)象學(xué)原理，包括化學(xué)物種的光吸附；提供了一種定量測(cè)定化學(xué)物種在光激發(fā)態(tài)TiO2表面吸附的方法，并將此方法用于苯酚和苯甲醇的光氧化過程的研究。　　第2章主要闡述水中無機(jī)污染物的光催化治理。金屬陽離子在單電子過程中先形成非穩(wěn)態(tài)的中間物種，接著形成穩(wěn)態(tài)產(chǎn)物。光催化治理水中無機(jī)污染物的可能途徑包括：（1）光生電子直接還原；（2）電子給體型中間產(chǎn)物的間接還原；（3）光生空穴或羥基自由基的氧化。以水中的無機(jī)污染物，如Cr、Hg、Pb、U和As為例說明光催化過程在水中無機(jī)污染物清除中的巨大作用。

內(nèi)容概要

　　光催化技術(shù)是一種在能源和環(huán)境領(lǐng)域有著重要應(yīng)用前景的綠色技術(shù)。本書系統(tǒng)地闡述了光催化技術(shù)在環(huán)境和能源領(lǐng)域應(yīng)用的工作原理、應(yīng)用對(duì)象和研究進(jìn)展，特別總結(jié)和討論了面向不同應(yīng)用的光催化反應(yīng)器的的研究進(jìn)展，反映了光催化反應(yīng)工程領(lǐng)域的最新研究成果和未來的發(fā)展方向。該書由兩大部分組成，第一部分主要圍繞光催化劑的光誘導(dǎo)催化劑表面特性研究、光催化治理水中的無機(jī)污染物、有機(jī)污染物和制氫的基本原理和最新研究成果展開。第二部分則以光催化技術(shù)的工程應(yīng)用為背景，圍繞光催化反應(yīng)工程重點(diǎn)描述光催化反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，數(shù)學(xué)模擬、面臨的挑戰(zhàn)和未來的發(fā)展趨勢(shì)等。由世界范圍內(nèi)光催化尤其是光催化化學(xué)工程領(lǐng)域的知名專家共同撰寫。

書籍目錄

前言編者1.TiO2懸浮液在光激發(fā)條件下的吸附容量測(cè)定　1.導(dǎo)論　2.實(shí)驗(yàn)　3.TiO2光誘導(dǎo)表面性能變化　4.光致吸附性能測(cè)定　5.結(jié)果　6.討論　7.結(jié)論　附錄　符號(hào)說明　參考文獻(xiàn)2.多相光催化方法處理水中重金屬污染物Cr、Hg、u和Pb　1.導(dǎo)論　2.熱力學(xué)原理和變化途徑　3.Cr　4.Hg　5.Pb　6.U　7.As　8.結(jié)論　致謝　參考文獻(xiàn)3.鐵離子輔助光催化礦化苯酚的反應(yīng)機(jī)理和動(dòng)力學(xué)模擬　1.導(dǎo)論　2.CREC中使用的實(shí)驗(yàn)方法　3.鐵離子輔助光催化礦化苯酚及其中間產(chǎn)物　4.動(dòng)力學(xué)模擬：非輔助型和鐵離子輔助光催化氧化苯酚　5.結(jié)論　展望　符號(hào)說明　參考文獻(xiàn)4.可見光分解水：基本原理和光催化劑研究進(jìn)展　1.導(dǎo)論　2.光電化學(xué)分解水　3.分解水的可見光光催化劑(可見光驅(qū)動(dòng)的光催化水分解)　4.結(jié)論和展望　致謝　參考文獻(xiàn)5.光催化水凈化反應(yīng)器構(gòu)筑：實(shí)驗(yàn)方法和數(shù)學(xué)模擬　1.導(dǎo)論　2.宏觀動(dòng)力學(xué)研究　3.大型光反應(yīng)器設(shè)計(jì)和發(fā)展中的主要挑戰(zhàn)　4.結(jié)論　致謝　參考文獻(xiàn)6.太陽光激發(fā)多相光催化反應(yīng)器的進(jìn)展和模擬　1.導(dǎo)論　2.太陽光激發(fā)光催化反應(yīng)器　3.光催化反應(yīng)器中的輻射傳遞　4.P1近似　5.結(jié)論和展望　致謝　符號(hào)說明　縮略語　參考文獻(xiàn)7.用于高級(jí)氧化過程的大型光反應(yīng)器　1.導(dǎo)論　2.存在輻射吸收和反射的器壁型光反應(yīng)器的放大　3.存在輻射吸收的均相光化學(xué)反應(yīng)器的放大　4.存在輻射吸收和散射的多相光催化反應(yīng)器的放大　5.結(jié)論　致謝　注釋　參考文獻(xiàn)8.光催化處理空氣中的污染物：從基本原理到反應(yīng)器　1.導(dǎo)論　2.光催化處理的空氣類型　3.光催化凈化空氣的基本原理　4.目標(biāo)污染物類型　5.空氣凈化器：工作方式　6.空氣凈化器類型　7.目前存在的問題和未來的發(fā)展趨勢(shì)　8.結(jié)論　致謝　符號(hào)說明　縮略語　參考文獻(xiàn)索引該系列叢書的各卷目錄

章節(jié)摘錄

　　In the case of superhydrophilicity electrons and holes are still pro-duced, but they react in a different way. The electrons tend to reducethe Ti（IV） cations to the Ti（III） state, and the holes oxidize the oxygenanions. In the process, oxygen atoms are ejected, creating oxygen vacan-cies. Water molecules can then occupy these oxygen vacancies, producingadsorbed OH groups, which tend to make the surface hydrophilic.Depending upon the composition and the processing, the surface canhave more photocatalytic character and less superhydrophilic character,or vice versa. In spite of the different mechanism of photocatalytic andhydrophilic effect, they behave synergetically. Because more OH groupscan be adsorbed on the surface due to hydrophilicity, the photocatalyticactivity is enhanced; so hydrophilicity can improve photocatalysis. On theother hand, the surface can adsorb contaminated compounds which tendto turn the hydrophilic surface to hydrophobic surface. Photocatalysis candecompose the organic compounds on the surface resulting in the restora-tion of hydrophilicity. From this point, photocatalysis can improve hydro-philicity and maintain this characteristic for a long time. The proposedmechanism means that the surface structure changes during the reaction.In other words, the rate of photo-induced hydrophilicity may depend onthe history of the sample.

編輯推薦

　　《光催化技術(shù)(導(dǎo)讀版)》主要特色：　　詳細(xì)介紹了光催化技術(shù)在能源和環(huán)境領(lǐng)域的應(yīng)用?！　∪珪鴥?nèi)容豐富、數(shù)據(jù)詳實(shí)．綜述全面，每章附有參考文獻(xiàn)?！　　豆獯呋夹g(shù)(導(dǎo)讀版)》可供化學(xué)化工、材料、物理以及工程等領(lǐng)域的相關(guān)人員閱讀參考。

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