本书详细地介绍了作者近三年来关于二氧化钛半导体离子掺杂的实验研究结果，内容涉及二氧化钛粉末的离子掺杂行为，不同载体表面负载的二氧化钛半导体薄膜的离子掺杂行为，离子掺杂对二氧化钛半导体物相、缺陷的影响，离子掺杂对二氧化钛半导体光吸收的影响以及二氧化钛半导体离子掺杂模型和机理等方面。研究方法包括XRD、正电子湮没、紫外漫反射、红外吸收光谱等方法和仪器。本书适合于高等院校环境科学与工程、材料科学与工程、化学化工专业等本科生和研究生学习，也可供相关科技人员参考。

本书系统地介绍了离子对纳米TiO2粉体和薄膜的掺杂试验结果及相关测试、分析和讨论，是一本系统描述TiO2离子掺杂的专著，具有较高的学术水平和参考价值。

本书系统地研究了Fe3+、Co2+、Ni2+、Cu2+、Zn2+等13种金属离子对粉末TiO2和负载在玻璃、陶瓷、钛片、不锈钢、铝片、釉面瓷砖等6种载体表面二氧化钛薄膜的掺杂效果，提出了离子掺杂和载体之间存在交互效应的概念；采用紫外光谱、红外光谱研究了离子掺杂对TiO2本征吸收、杂质吸收的影响。确定了相关离子在TiO2半导体中的掺杂能级位置，建立了深掺杂和浅掺杂的电子(空穴)捕获模型；采用X衍射仪研究了离子掺杂浓度和离子类型对TiO2物相、粒度的影响，建立了离子掺杂的物相模型；采用正电子湮灭技术研究了13种离子掺杂TiO2粉末的晶格缺陷、电子密度等；利用半导体电化学能带理论和电化学双电层理论建立了TiO2的离子掺杂机理和模型。

本书适合于高等院校环境科学与工程、材料科学与工程、化学化工专业等本科生和研究生学习，也可供相关科技人员参考。

前言

第一章 二氧化钛半导体光催化技术的发展与应用

1.1半导体光催化技术的发展

1.2半导体光催化机理

1.3半导体催化剂的制备方法

1.4半导体光催化剂的改性

1.5二氧化钛半导体光催化剂的应用

第二章 半导体光催化的物理基础

2.1晶体中能带的形成

2.2半导体的导电性

2.3半导体载流子统计分布

2.4掺杂离子能级

2.5载流子的复合理论和陷阱效应

第三章 离子掺杂对二氧化钛光催化活性的影响

3.1废水模型物与离子掺杂效果的关系

3.2掺杂离子类型对光催化活性的影响

3.3离子掺杂浓度的影响

第四章 离子化学性质与掺杂活性的关系

4.1离子半径与价态的影响

4.2离子稳定氧化态的电子亲和势与光催化活性的关系

4.3离子电荷与半径的比值与光催化活性的关系

4.4氧化物的生成焓与光催化活性的关系

4.5元素的电子亲和能与光催化活性的关系

4.6元素的第一电离能与光催化活性的关系

4.7离子的电子构型与光催化活性的关系

4.8离子掺杂浓度与光催化活性的关系

第五章 二氧化钛离子掺杂的XRD研究

5.1 XRD原理

5.2二氧化钛XRD研究

5.3离子种类-TiO2物相一光催化活性的关系

5.4离子掺杂浓度-TiO2物相一光催化活性的关系 

第六章 二氧化钛离子掺杂的正电子湮没研究

6.1正电子湮没原理

6.2正电子寿命的影响因素

6.3二氧化钛正电子湮没图谱

6.4离子掺杂对二氧化钛正电子湮没寿命谱的影响

6.5离子掺杂二氧化钛正电子寿命谱与光催化活性的关系

第七章 离子掺杂对二氧化钛半导体本征吸收的影响

7.1二氧化钛的本征吸收

7.2离子掺杂对二氧化钛半导俸本征吸收的影响

7.3掺杂离子浓度对二氧化钛半导体本征吸收的影响

第八章 二氧化钛半导体离子掺杂能级模型

8.1二氧化钛半导体能带结构

8.2固液界面半导体能带模型

8.3离子掺杂陷阱／捕获模型

8.4掺杂离子能级的吸收光谱研究

第九章 二氧化钛半导体薄膜离子掺杂研究

9.1引言

9.2实验研究方法

9.3二氧化钛薄膜热处理温度的影响

9.4不同载体表面二氧化钛薄膜离子掺杂行为研究

第十章 二氧化钛薄膜离子掺杂与载体交互效应研究

10.1载体一掺杂离子浓度一脱色率的关系

10.2离子掺杂对二氧化钛薄膜吸收光谱的影响

10.3二氧化钛薄膜结构的影响

10.4二氧化钛薄膜与载体间的双电层结构

10.5离子掺杂与载体作用的能带模型

参考文献