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半導體光催化原理及應用 版權信息
- ISBN：9787030803610
- 條形碼：9787030803610 ; 978-7-03-080361-0
- 裝幀：平裝
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>>
半導體光催化原理及應用 內容簡介
近年來，半導體光催化技術在環境凈化、CO2還原及有機合成化學等領域發揮了重要作用，利用光生電子及半導體表面結構可以實現特定的氧化還原反應。本書不僅重點分類闡述半導體光催化前沿研究方向，而且重視半導體基礎物理、化學及表面結構等基礎內容。
本書前3章重點介紹了半導體物理、化學及表面結構的基礎內容，這些為從基礎物理和化學的角度理解和優化相關能源和催化科學中“卡脖子”及核心問題提供了重要基礎。接著本書結合前沿研究方向重點闡述和總結了半導體光催化在材料調控方面的策略和設計。第4章主要闡述半導體光催化分解水，第5章主要闡述半導體光催化在水體凈化方面的前沿研究。第6章重點介紹半導體光催化在CO2還原及綜合利用方面的研究，表明半導體光催化在“雙碳”領域的應用潛力。第7章主要介紹半導體光催化在精細化工、藥物合成及有機合成領域的重要應用，展示了半導體光催化在有機小分子轉化方面的特殊能力。第8章重點介紹密度泛函理論在半導體光催化中發揮的作用，此外還有人工智能及機器學習等新理論手段在此領域下的發展前景。
半導體光催化原理及應用 目錄
目錄前言第1章 半導體光催化基礎 11.1 半導體光催化概述 11.2 半導體晶體學基礎 31.2.1 晶體基本概念 31.2.2 晶體結構缺陷與表面特征 31.2.3 常見的半導體晶體結構 41.3 半導體電子性質 51.3.1 能帶理論 51.3.2 帶邊位置 71.3.3 空間電荷區 91.4 半導體光學性質 111.4.1 半導體的光吸收 111.4.2 光子激發與電荷遷移 121.4.3 半導體發光 18第2章 半導體光催化策略與表征方法 202.1 光催化策略 202.1.1 摻雜與能級工程 202.1.2 異質結 262.1.3 貴金屬負載與表面等離子體共振 282.1.4 染料敏化 292.1.5 晶面工程 302.1.6 表面修飾 322.1.7 物理場 342.1.8 新材料設計 502.2 光催化表征方法 572.2.1 光吸收的表征 572.2.2 光生載流子分離的表征 592.2.3 表面吸附及光催化中的自由基表征 61第3章 半導體光催化劑的合成 653.1 固態反應 653.1.1 室溫固相球磨 653.1.2 高溫固相法 663.2 水熱合成方法 683.3 溶膠－凝膠合成方法 70參考文獻 71第4章 半導體光催化分解水 734.1 半導體光催化分解水概述 734.1.1 光催化分解水原理 734.1.2 光催化分解水反應速率 754.2 分解水光催化劑的重要體系 754.2.1 金屬氧化物 794.2.2 硫化物 834.2.3 二維異質結 854.2.4 硼酸鹽體系 864.2.5 MOF結構 894.3 光催化分解水制氫 904.3.1 光催化分解水制氫的發展歷程 924.3.2 光催化分解水制氫的基本原理 934.3.3 光催化水分解反應的熱力學 944.3.4 光催化水分解反應的動力學 954.3.5 光催化分解水制氫材料 97參考文獻 103第5章 半導體光催化水處理 1105.1 半導體光催化水處理概述 1105.1.1 光催化機理 1115.1.2 各種光催化劑及其應用 1125.2 水處理光催化劑的重要體系 1215.2.1 金屬氧化物 1215.2.2 Bi基材料 1235.2.3 有機半導體 1265.2.4 硫化物 1525.2.5 二維異質結 1665.2.6 硼酸鹽體系 1745.3 過硫酸鹽輔助的光催化體系 1835.3.1 PPOH體系 1855.3.2 PPA、 PAP和 CPPA系統的比較 196參考文獻 198第6章 半導體光催化CO2還原 2026.1 CO2還原的基本原理 2026.2 CO2光還原催化劑體系 2026.2.1 光催化體系 2026.2.2 光電催化體系 2056.2.3 光熱催化體系 2056.2.4 金屬氧化物 2066.2.5 硫化物 2066.2.6 有機半導體 2106.2.7 異質結 2116.2.8 等離子體共振 2126.3 光催化CO2參與下的有機合成反應 2166.3.1 異相光催化CO2還原與有機反應相結合的機理和優勢 2176.3.2 光催化CO2嵌入有機反應中 2206.3.3 CO2還原與有機選擇性氧化合成反應的耦合 225參考文獻 225第7章 半導體光催化有機合成 2287.1 醇的氧化 2287.1.1 制備醛酮 2287.1.2 制備含C-C或者C-O化合物 2317.1.3 二元醇的脫氫酯化 2347.1.4 硫醇的脫氫氧化 2357.2 環烴的脫氫反應 2367.2.1 環己烷制取苯 2367.2.2 N雜環的脫氫 2377.3 烷烴 [C(sp3)-H] 氧化制備醛酮 2397.4 胺類的氧化偶聯 2417.5 氧化交叉偶聯反應 2447.5.1 苯和環己烷的交叉偶聯反應 2447.5.2 甲苯和丙酮的交叉偶聯反應 2457.5.3 醚與苯的交叉偶聯反應 2467.5.4 醇與胺的交叉偶聯反應 2487.6 生物質資源的光催化反應 2507.7 藥物合成中的光催化反應 252參考文獻 255第8章 半導體理論計算與光催化 2578.1 光吸收的調控 2578.1.1 離子摻雜改性 2578.1.2 新材料的設計 2588.2 載流子分離動力學過程 2608.2.1 軌道、 帶邊與有效質量 2608.2.2 非絕熱分子動力學 2618.3 表面催化過程 2628.4 人工智能與光催化 2638.4.1 機器學習簡介 2638.4.2 機器學習與光催化劑設計 265參考文獻 266
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