本书以推动实现碳达峰、碳中和为契机，以半导体光催化理论为基础，阐述典型光催化材料的制备科学，详细介绍了TiO2、ZnO、g-C3N4、CdS、铋系光催化剂、碳基光催化剂和梯形异质结光催化剂等典型光催化材料的发展历史，系统综合了各类光催化材料的基本性质，并着重探讨了各类光催化材料的制备原理和光催化机理。
本书可供材料、化学、催化、能源、化工等专业的本科生和研究生作为教材使用，也可作为相关专业科研工作者和教师的专业参考书。

余家国
中国地质大学（武汉）教授，欧洲科学院院士，国家杰出青年基金获得者。主要从事半导体光催化、光催化分解水产氢、CO2还原、污染物降解、室内空气净化、电催化、吸附等方面的研究工作，发表SCI论文700余篇，获得国家自然科学奖二等奖1项，省级自然科学奖一等奖3项，2014～2022连续9年入选科睿唯安（原汤森路透）全球高引用研究人员名单，2020年入选欧洲科学院院士，并获得全国创新争先奖。2022年获得第35届赫瓦里兹米国际奖（35th Khwarizmi International Award）。还获得了全国优秀教师，全国优秀科技工作者，全国先进工作者（全国劳动模范）等荣誉称号。担任催化学报、物理化学学报和结构化学学报副主编，以及20余个国际期刊的编委。

丛书序
前言
第1章 TiO2和TiO2纤维光催化材料的静电纺丝制备
1.1 TiO2光催化剂
1.1.1 TiO2的物理化学性质
1.1.2 TiO2的能带结构
1.1.3 TiO2的光催化原理
1.1.4 TiO2的制备方法
1.1.5 TiO2光催化剂的起源与发展
1.2 静电纺丝技术
1.2.1 静电纺丝技术的起源与历史
1.2.2 静电纺丝原理及装置
1.2.3 静电纺丝的影响因素
1.3 TiO2纤维静电纺丝制备
1.3.1 实心TiO2纳米纤维
1.3.2 空心TiO2纳米纤维
1.3.3 核壳TiO2纳米纤维
1.3.4 TiO2纳米纤维的修饰
1.4 小结与展望
参考文献
第2章 ZnO和分级结构ZnO光催化材料的水热制备
2.1 水热法制备ZnO简述
2.1.1 水热合成原理
2.1.2 水热合成注意事项与安全性
2.1.3 ZnO的基本物理性质
2.1.4 ZnO晶体结构
2.1.5 水热法制备纳米ZnO
2.2 ZnO的成核及生长机理
2.2.1 一般碱溶液中生长
2.2.2 氨和六亚甲基四胺辅助生长
2.3 分级结构增强光催化活性的机理
2.3.1 改进分子的扩散/传输动力
2.3.2 增强光吸收
2.3.3 增大比表面积
2.4 分级结构ZnO的制备方法
2.4.1 模板法
2.4.2 无模板法
2.5 分级ZnO的修饰及异质结
2.5.1 与半导体材料复合
2.5.2 掺杂ZnO
2.5.3 与贵金属复合
2.5.4 与碳材料复合
2.6 小结与展望
参考文献
第3章 石墨相氮化碳（g-C3N4）的改性与性能增强
3.1 g-C3N4的发展历史、基本性质和制备方法
3.1.1 g-C3N4的发展历史
3.1.2 g-C3N4的基本性质和制备方法
3.1.3 g-C3N4的等电点
3.2 增强光生电荷产生能力的改性策略
3.2.1 空心结构
3.2.2 元素掺杂
3.2.3 分子改性
3.3 提高光生电荷分离效率的改性策略
3.3.1 超薄纳米片结构
3.3.2 高结晶氮化碳材料
3.3.3 单原子金属/氮化碳复合材料
3.3.4 石墨烯/氮化碳复合材料
3.4 促进表面催化反应过程的改性策略
3.4.1 多孔结构
3.4.2 表面缺陷
3.4.3 MOF/氮化碳复合材料
3.4.4 LDH/氮化碳复合材料
3.4.5 金属助催化剂的晶面调控
3.5 小结与展望
参考文献
第4章 CdS光催化剂的形貌调控
4.1 CdS的基本特征、制备方法及发展历史
4.1.1 CdS的基本特征
4.1.2 CdS的制备方法
4.1.3 CdS光催化剂的发展历史
4.2 CdS量子点的制备原理与方法
4.2.1 CdS量子点的特征
4.2.2 热注入法制备CdS量子点
4.2.3 离子交换法制备CdS量子点
4.2.4 化学浴沉积法制备CdS量子点
4.2.5 溶剂热法制备CdS量子点
4.3 CdS纳米颗粒的制备原理与方法
4.3.1 CdS纳米颗粒的特征
4.3.2 热煅烧法制备CdS纳米颗粒
4.3.3 声化学法制备CdS纳米颗粒
4.3.4 微波辅助合成法制备CdS纳米颗粒
4.3.5 溶剂热法制备CdS纳米颗粒
4.3.6 化学浴沉积法制备CdS纳米颗粒
4.4 CdS纳米棒（线）的制备原理与方法
4.4.1 CdS纳米棒的特征
4.4.2 种子生长法制备CdS纳米棒
4.4.3 溶剂热法制备CdS纳米棒
4.4.4 热注入法制备CdS纳米棒
4.4.5 微波辅助合成法制备CdS纳米棒
4.5 CdS纳米片的制备原理与方法
4.5.1 CdS纳米片的特征
4.5.2 溶剂热法制备CdS纳米片
4.5.3 微波辅助合成法制备CdS纳米片
4.5.4 离子交换法制备CdS纳米片
4.5.5 热煅烧法制备CdS纳米片
4.6 CdS空心球的制备原理与方法
4.6.1 CdS空心球的特征
4.6.2 硬模板法制备CdS空心球
4.6.3 软模板法制备CdS空心球
4.6.4 无模板法制备CdS空心球
4.7 小结与展望
参考文献
第5章 Bi系光催化剂的制备与形貌调控
5.1 Bi系光催化剂的优缺点
5.2 制备原理
5.3 卤氧化铋的形貌调控
5.3.1 控制暴露晶面
5.3.2 构筑分级结构
5.4 Bi2O2CO3的制备
5.4.1 四方形纳米片的制备
5.4.2 分级结构的制备
5.5 Bi系固溶体的制备
5.6 其他Bi系光催化材料
5.7 小结与展望
参考文献
第6章 碳材料在光催化材料中的应用
6.1 碳基光催化材料的发展历史和基本性质
6.2 碳材料的制备方法
6.3 碳材料在光催化反应中的角色
6.3.1 载体作用
6.3.2 增加吸附和活性位点
6.3.3 电子捕获和传输介质
6.3.4 助催化剂
6.3.5 光敏化作用
6.3.6 光催化剂
6.3.7 带隙收窄效应
6.4 碳材料在光催化反应中的功能增强策略
6.4.1 表面化学功能化
6.4.2 掺杂调控
6.4.3 界面调控
6.5 小结与展望
参考文献
第7章 S型异质结光催化剂
7.1 S型异质结的提出
7.1.1 异质结光催化剂的发展
7.1.2 异质结结构的分类及特点
7.2 S型异质