本书是作者在新型TiO2基纳米光催化材料：制备、表征、理论、性能及应用等方面的研究成果撰写而成的一本专著。本书除了简要介绍TiO2的基本特征和光催化相关知识以外，主要介绍了若干新的制备方法、表征方法、性能、理论计算以及应用等内容。

前言
第1章绪论1
1.1引言1
1.2TiO2的结构特征与光催化原理2
1.2.1TiO2的结构特征2
1.2.2TiO2的光催化原理4
1.3TiO2基纳米材料的制备方法5
1.3.1溶胶-凝胶法6
1.3.2水热法6
1.3.3化学气相沉积法7
1.3.4化学气相水解法7
1.3.5粉末固定化TiO2薄膜的制备7
1.3.6TiO2沉积薄膜的制备8
1.3.7“原位”TiO2薄膜的制备9
1.4TiO2基纳米材料的掺杂与改性原理及方法10
1.4.1纳米TiO2材料的复合改性11
1.4.2纳米TiO2材料的掺杂改性13
1.5TiO2光催化机理的研究现状与进展22
1.5.1通过“原位”傅里叶变换红外光谱研究TiO2光催化的反应路径23
1.5.2利用扫描隧道显微镜在原子尺度研究物质在TiO2表面的吸附作用26
1.5.3利用高分辨透射电子显微镜在原子尺度研究光催化过程和机理28
1.5.4其他关于TiO2光催化机理的研究28
1.6TiO2基纳米材料的应用29
1.6.1污水处理29
1.6.2空气净化30
1.6.3杀菌消毒31
参考文献33
第2章微弧氧化技术介绍41
2.1引言41
2.2微弧氧化技术及其发展历程42
2.3微弧氧化的原理43
2.4微弧氧化薄膜的微结构特征44
2.5微弧氧化的特点45
2.6微弧氧化薄膜的性能及其应用46
2.6.1机械性能46
2.6.2耐腐蚀性47
2.6.3生物相容性47
2.6.4光催化性能48
2.6.5微弧氧化薄膜的应用48
2.7微弧氧化TiO2薄膜及其在光催化领域的研究进展与现状49
2.7.1微弧氧化技术制备TiO2薄膜的研究现状49
2.7.2微弧氧化TiO2薄膜在光催化性能方面的研究52
2.8微弧氧化金属氧化物薄膜的制备54
2.8.1实验材料与微弧氧化电源54
2.8.2微弧氧化装置与金属氧化物薄膜的制备过程56
参考文献57
第3章半导体复合微弧氧化TiO2薄膜的制备及其光催化性能61
3.1引言61
3.2TiO2/YAG:Ce3+复合薄膜及其光催化性能61
3.2.1TiO2/YAG:Ce3+复合薄膜的制备与表征61
3.2.2TiO2/YAG:Ce3+复合薄膜的形貌及其微结构特征63
3.2.3TiO2/YAG:Ce3+复合薄膜的成膜机理66
3.2.4TiO2/YAG:Ce3+复合薄膜的光催化性能66
3.3TiO2/Eu2O3复合薄膜及其光催化性能研究68
3.3.1TiO2/Eu2O3复合薄膜的制备与表征68
3.3.2TiO2/Eu2O3复合薄膜的形貌及其微结构特征和成膜机理69
3.3.3TiO2/Eu2O3复合薄膜的光催化性能71
参考文献73
第4章基于化学热处理的微弧氧化法制备高含量取代型非金属掺杂TiO2光催化薄膜75
4.1引言75
4.2高含量取代型N掺杂TiO2薄膜及其光催化性能76
4.2.1Ti基体表面离子渗氮处理及N掺杂TiO2薄膜的制备与表征76
4.2.2化学热处理渗N层的微结构特征77
4.2.3高含量取代型N掺杂TiO2微弧氧化薄膜的微结构特征79
4.2.4高含量取代型N掺杂TiO2微弧氧化薄膜的成膜机理81
4.2.5高含量取代型N掺杂TiO2微弧氧化薄膜的光催化性能82
4.3高含量取代型C掺杂TiO2薄膜及其光催化性能84
4.3.1Ti基体表面气相渗碳及C掺杂TiO2薄膜的制备与表征84
4.3.2化学热处理渗碳层的微结构特征84
4.3.3高含量取代型C掺杂微弧氧化薄膜的微结构特征86
4.3.4高含量取代型C掺杂微弧氧化薄膜的成膜机理87
4.3.5高含量取代型C掺杂TiO2薄膜的光催化性能88
参考文献90
第5章微弧氧化薄膜的微结构特征：一种纳米晶金属氧化物薄膜93
5.1引言93
5.2微弧氧化纳米晶薄膜制备及热处理工艺93
5.3微弧氧化TiO2薄膜的微结构特征及其光催化性能95
5.3.1微弧氧化TiO2薄膜的微结构特征及其形成机理95
5.3.2高温处理对TiO2纳米晶薄膜微结构和光催化性能的影响98
5.4微弧氧化MgO纳米晶薄膜的微结构特征及其腐蚀性能101
5.4.1Mg基体表面微弧氧化MgO薄膜的微结构特征101
5.4.2高温处理对MgO纳米晶薄膜微结构和腐蚀性能的影响103
5.5微弧氧化Al2O3纳米晶薄膜的微结构特征及其腐蚀性能105
5.5.1Al基体表面微弧氧化Al2O3薄膜的微结构特征105
5.5.2高温处理对Al2O3纳米晶薄膜微结构和腐蚀性能的影响107
参考文献109
第6章导电高分子敏化的TiO2光催化材料及其光催化性能110
6.1引言110
6.2聚苯胺改性TiO2光催化材料及其光催化性能111
6.2.1聚苯胺改性TiO2的结构与形貌111
6.2.2聚苯胺改性TiO2的光电性能115
6.2.3聚苯胺改性TiO2的光催化性能及机理116
6.3聚苯胺改性的磁性TiO2纳米光催化材料及其光催化性能118
6.3.1聚苯胺与CoFe2O4共改性TiO2的结构与形貌118
6.3.2聚苯胺与CoFe2O4共改性TiO2的光电性能120
6.3.3聚苯胺与CoFe2O4共改性TiO2的光催化性能及光催化机理121
6.3.4PCT三元复合材料的回收实验125
6.4聚吡咯改性的Ag复合TiO2纳米纤维光催化材料及其光催化性能126
6.4.1PPy-Ag-TiO2复合光催化材料的制备与表征126
6.4.2PPy-Ag-TiO2复合光催化材料的光电性能130
6.4.3PPy-Ag-TiO2复合光催化材料的光催化性能及光催化机理133
参考文献135
第7章非溶液法制备Au纳米颗粒修饰的ZnO/NiO异质结构及其优异的光催化性能139
7.1引言139
7.2实验材料与方法141
7.3Au纳米颗粒修饰ZnO/NiO异质结构的微结构特征及其光催化性能141
参考文献149
第8章纳米Cu2O复合电纺TiO2亚微米纤维及其光催化性能研究152
8.1引言152
8.2Cu2O复合电纺TiO2亚微米纤维的制备153
8.3不同比例纳米Cu2O/TiO2亚微米纤维复合产物的形貌与微结构表征154
8.4不同比例纳米Cu2O/TiO2亚微米纤维复合产物的光催化性能157
8.5纳米Cu2O颗粒尺寸与复合物电子传输及光催化性能的关系158
参考文献160
第9章(001)活性面暴露锐钛矿+金红石混晶纳米TiO2的制备与光催化性能研究162
9.1引言162
9.2(001)活性面暴露TiO2的研究现状与进展163
9.2.1(001)活性面暴露TiO2的制备163
9.2.2(001)活性面暴露TiO2的改性研究167
9.2.3(001)活性面暴露TiO2的其他应用168
9.3(001)活性面暴露锐钛矿+金红石混晶纳米TiO2的制备168
9.4HF含量与纳米锐钛矿TiO2(001)面暴露比例的关系169
9.5不同(001)面暴露比例纳米锐钛矿TiO2的光催化性能171
9.6NH4F添加量与混晶纳米TiO2晶型比例及纳米锐钛矿TiO2(001)面暴露比例的关系171
9.7不同混晶比例(001)面暴露纳米TiO2的光催化性能174
参考文献176
第10章热氧化法制备Mo+C共掺杂TiO2及其光催化性能研究180
10.1引言180
10.2掺杂TiO2提高光催化性能的研究现状与进展181
10.2.1金属掺杂TiO2的研究现状与进展181
10.2.2非金属掺杂TiO2的研究现状与进展182
10.3掺杂TiO2的制备与测试184
10.4Mo+C共掺杂TiO2的结构特征及吸收光谱185
10.5Mo+C共掺杂TiO2的性能187
10.5.1C单掺杂TiO2与Mo+C共掺杂TiO2的光电性能187
10.5.2C单掺杂TiO2与Mo+C共掺杂TiO2的光催化性能188
参考文献189
第11章TiO2金红石单晶纳米棒的合成及其性质193
11.1引言193
11.2TiO2物相及形貌特性194
11.3乙醇和pH值对产物形貌及晶型的影响197
11.4反应温度的影响199
11.5反应时间的影响200
11.6TiO2纳米棒的紫外-可见光吸收谱特性200
11.7TiO2纳米棒的N2吸附解附特性201
11.8TiO2纳米棒的生长机理202
11.9TiO2纳米棒的光催化性能203
11.9.1棒状纳米TiO2在可见光下对RB的降解特性203
11.9.2RB在紫外线下的降解特性203
11.9.3不同光源下RB的降解动力学特性204
11.9.4在不同光源下催化性能与P25的比较204
参考文献205
第12章TiO2三维结构的合成及其光催化性质208
12.1引言208
12.1.1TiO2多维结构材料的制备现状208
12.1.2粉末粒度和形貌的控制210
12.1.3热力学平衡态下对晶体生长的控制211
12.1.4晶体生长的主要理论212
12.2三维结构的微结构特征215
12.2.1产物的物相特征215
12.2.2产物的微观形貌特征216
12.3三维结构氮气的吸附特性220
12.4三维结构的紫外-可见光吸收谱特征221
12.5各因素对生长形貌晶型的影响223
12.5.1水乙醇混合溶液223
12.5.2无水乙醇溶液223
12.5.3模板上沉积微米球的形貌特征225
12.6生长机理探讨225
12.7光催化行为评估228
12.7.1在可见光下对RhB的降解曲线228
12.7.2在紫外线下对RhB的降解曲线228
参考文献230
……
附录二发表论文列表