铋系光催化剂的结构设计与性能调控

近年来，光催化材料的研究和开发迅猛发展。卤氧化铋、钒酸铋及铋系材料已经成为除二氧化钛外最受关注的材料体系之一。本书以光催化基本理论为基础，重点探讨了相关光催化机制设计的若干问题，如能带热动力学，能带弯曲，产生光催化活性的活性物种类、光催化反应的路径及光催化反应动力学等相关问题。以新兴的光催化材料钒酸铋为例，介绍了形貌调控、离子改性（包括梯度掺杂）、异质结构造等相关研究方法在光催化研究中的应用。此外也包括了另一种重要的铋系材料氧化铋，利用显微结构调控及其它手段改善其光催化特性及稳定性，同时也介绍了与其相关的近期新研究成果。

目录
前言
第1章 光催化基础 1
1.1 光电催化现象的发现 1
1.2 太阳光谱 2
1.3 氧化还原电位 3
1.4 基于能带的热动力学 5
1.5 半导体光吸收 6
1.6 能带及异质结工程 9
1.7 能带弯曲 17
1.8 量子及等离子体共振效应 21
1.9 晶面工程化 25
1.10 掺杂效应 28
参考文献 32
第2章 光催化动力学模型及典型活性基团 39
2.1 零级反应 40
2.2 一级反应 43
2.3 二级反应 46
2.4 三级反应和其他反应 49
2.5 典型半导体活性基团 51
2.5.1 羟基自由基 51
2.5.2 超氧自由基 53
参考文献 55
第3章 半导体光催化剂分类 59
3.1 氧化物 59
3.2 复合氧化物 64
3.3 含硫化合物 68
3.4 有机半导体 69
3.5 MOFs材料 71
3.6 COFs材料 73
3.7 单原子催化剂 74
参考文献 76
第4章 不同形貌的BiVO4光催化性能评价 83
4.1 概述 83
4.2 晶体结构与光催化活性 86
4.3 物相结构与形貌表征 93
4.4 比表面积 95
4.5 荧光光谱 96
4.6 价带谱 97
4.7 光学性能 98
4.8 电化学性能 98
4.8.1 光生载流子转移速率 98
4.8.2 导带电位 99
4.9 晶体生长分析 100
4.10 光催化性能 101
4.10.1 光催化分解水产氧性能 101
4.10.2 光降解百里酚蓝的光催化性能 102
4.11 光催化机理 103
参考文献 104
第5章 BiVO4光催化剂设计及光催化活性研究 109
5.1 多孔结构BiVO4 109
5.2 BiVO4纳米线及纳米管 114
5.3 BiVO4晶面工程化 116
5.4 BiVO4/BiOX(001) 118
5.5 BiVO4/β-Bi2O3 123
5.6 BiVO4/BiVO4: Er3+, Yb3+ 125
5.7 光催化机理 126
参考文献 135
第6章 BiOI光催化还原CO2性能 141
6.1 概述 141
6.2 物相结构与形貌表征 141
6.3 电化学性能 145
6.4 光学性能 147
6.5 光催化活化能 149
6.6 DFT计算 150
6.7 光催化机理 152
参考文献 155
第7章 BiOCl晶面工程及光催化性能 159
7.1 概述 159
7.2 物相结构与形貌表征 159
7.3 光学性能 163
7.4 电化学性能 164
7.5 光催化性能 166
7.6 光催化活性基团 167
7.7 光催化机理 167
7.7.1 L-BOC光催化机理 167
7.7.2 B-BOC光催化机理 169
参考文献 170
第8章 Bi2O3的晶体结构与光催化性能调控 173
8.1 概述 173
8.2 不同晶型Bi2O3及晶型转变 174
8.3 α-Bi2O3/BiOX核壳结构设计机理 181
8.4 物相结构与形貌表征 183
8.5 光学性能 188
8.6 光催化性能 189
8.7 光催化机理 193
参考文献 197