光催化材料及其在環境凈化中的應用

第1章 光催化技術概述1
1.1光催化技術簡介1
1.1.1光催化技術的起源及特點1
1.1.2光催化材料的可控合成方法1
1.1.3光催化降解污染物的機理6
1.1.4真空紫外光技術8
1.2光催化技術研究進展9
1.2.1光催化劑的改性及固定化9
1.2.2光催化反應器11
1.2.3光催化反應動力學13
1.2.4光催化劑固定化技術14
1.2.5光催化技術的環境凈化應用15
1.2.6影響光催化降解效果的主要因素17
1.2.7半導體光催化技術的潛在優勢18
1.3光催化技術的應用研究展望18
1.3.1光催化技術面臨的問題18
1.3.2光催化技術研究熱點19
參考文獻20

第2章 光催化材料的可控制備及表征24
2.1納米TiO2系列催化材料24
2.1.1溶膠-凝膠法制備納米TiO224
2.1.2TiO2的AC、ACF的負載化28
2.1.3TiO2-氧化石墨烯復合光催化材料的合成31
2.1.4TiO2/Al光催化薄膜的制備42
2.1.5TiO2薄膜上納米貴金屬粒子的可控負載51
2.1.6浸漬塗覆法制備MnOx/TiO2膜材料65
2.1.7反應磁控濺射制備氮摻雜TiO2光催化膜材料67
2.2納米ZnO系列催化材料75
2.2.1水熱法制備納米ZnO75
2.2.2兩步法制備ZnO/TiO2和ZnO/SnO2復合粉體80
2.2.3一步法制備稀土摻雜ZnO納米材料92
2.2.4醇輔助水熱法制備貴金屬摻雜ZnO納米材料99
2.3納米In2O3系列催化材料103
2.3.1納米In2O3光催化劑的可控合成103
2.3.2具有微孔-介孔結構的In2O3納米片合成114
2.3.3石墨烯-In2O3光催化劑制備及性能研究120
2.4納米Ga2O3催化材料126
2.4.1制備條件對氧化鎵前驅體形貌的影響127
2.4.2Ga2O3催化劑的表征131
參考文獻136

第3章 光催化材料在室內空氣凈化中的應用138
3.1室內空氣中揮發性有機污染物研究進展138
3.1.1室內空氣中主要污染物的種類及濃度138
3.1.2室內揮發性有機物的來源140
3.1.3室內揮發性有機物間的反應與二次釋放141
3.1.4室內揮發性有機物對人體健康的危害144
3.1.5室內揮發性有機物污染控制研究現狀145
3.2光催化技術在室內空氣凈化中的應用146
3.2.1真空紫外氣相光催化分解有機物146
3.2.2真空紫外光催化實驗系統147
3.2.3催化劑的制備和表征150
3.2.4真空紫外光催化降解實驗151
3.3TiO2薄膜VUV催化降解甲醛和副產物臭氧的控制152
3.3.1動態真空紫外光催化實驗系統組成152
3.3.2VUV催化、UV254nm+O3催化及UV254nm催化比較153
3.3.3Pd/TiO2真空紫外光催化降解甲醛與副產物臭氧控制158
3.3.4Pd/TiO2復合薄膜對甲醛和臭氧的同步去除162
3.3.5Mn負載TiO2薄膜對甲醛和臭氧的同步去除166
3.4臭氧/TiO2光催化降解甲苯研究171
3.4.1實驗裝置、方法與步驟171
3.4.2催化劑制備方法172
3.4.3實驗內容及步驟173
3.4.4結果與討論173
參考文獻188

第4章 光催化材料在飲用水微量污染物凈化中的應用190
4.1水中微量污染物的光催化凈化研究190
4.1.1實驗裝置190
4.1.2結果及討論191
4.2環管式光催化反應器光催化降解水中氯代有機物200
4.2.1環管式反應器的結構參數201
4.2.2反應器中催化劑的布置形式204
4.2.3VUV光源輻射下微量有機物的光催化降解206
4.3光催化法處理水中全氟辛酸研究213
4.3.1全氟辛酸的毒性213
4.3.2片狀In2O3納米結構光催化降解PFOA的性能214
4.3.3束狀氧化鎵對PFOA的光催化降解及其機理215
4.3.4In2O3納米顆粒與石墨烯復合產物（NP-G）光催化降解PFOA的性能218
4.3.5針狀氧化鎵對PFOA的光催化降解220
4.3.6影響光催化降解純水中PFOA的反應因素的研究224
4.4臭氧光催化-活性炭凈化地下水源水的研究227
4.4.1試驗條件及分析方法228
4.4.2O3/TiO2/UV和單獨O3氧化去除有機物效果比較228
4.4.3O3/TiO2/UV-GAC工藝去除地下水中天然有機物（NOM）230
4.5天然有機物臭氧光催化降解技術研究236
4.5.1實驗室試驗條件與分析方法236
4.5.2O3/TiO2/UV氧化NOM的影響因素分析236
4.5.3臭氧光催化反應器及工藝設計的指導原則243
參考文獻244

第5章 光催化材料在國防軍事廢水處理中的應用247
5.1光催化材料處理偏二甲肼廢水研究247
5.1.1偏二甲肼廢水處理實驗研究249
5.1.2影響復合光催化劑處理效果因素分析251
5.1.3偏二甲肼降解動力學過程259
5.1.4Cu/TiO2-GNP光催化降解偏二甲肼的研究260
5.1.5臭氧強化TiO2薄膜光催化降解偏二甲肼研究264
5.1.6O3/VUV/TiO2降解偏二甲肼的影響因素研究267
5.1.7ZnO光催化降解偏二甲肼廢水研究269
5.1.8稀土摻雜ZnO光催化降解偏二甲肼廢水研究275
5.1.9貴金屬摻雜ZnO光催化降解偏二甲肼廢水研究276
5.2硝基氧化劑廢水的光催化還原研究286
5.2.1紫外光下光催化反應286
5.2.2太陽光下光催化反應287
5.2.3模擬硝基氧化劑廢水的強化光催化處理研究287
5.2.4負載化光催化劑還原硝基氧化劑廢水實驗290
5.2.5循環回收利用率291
5.2.6光催化還原NO-3的反應動力學分析292
5.2.7模擬超重力條件催化還原反應293
5.2.8反應條件的優化293
5.3TiO2/ACF復合光催化劑催化降解TNT研究297
5.3.1復合光催化劑降解TNT廢水的影響因素298
5.3.2Fenton試劑對TiO2/ACF光催化降解TNT的作用301
5.3.3改性TiO2/ACF光催化降解TNT廢水303
參考文獻306