二氧化钛半导体光催化材料离子掺杂 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:科学出版社

作者:陈建华

出品人:

页数:213

译者:

出版时间:2006-12

价格:30.00元

装帧:

isbn号码:9787030178527

丛书系列:

图书标签:

• 化学
• 二氧化钛
• 光催化
• 半导体
• 离子掺杂
• 材料科学
• 环境科学
• 纳米材料
• 催化剂
• 光化学
• 污染物降解

导读：新能源材料的宏伟蓝图 书籍名称： 二氧化钛半导体光催化材料离子掺杂 内容概述： 本书深入探讨了光催化技术在环境治理和清洁能源获取中的核心地位，尤其聚焦于二氧化钛（TiO₂）基材料的性能优化与应用拓展。全书结构严谨，内容详实，旨在为材料科学、化学工程、环境科学及新能源技术领域的科研人员、工程师和高年级学生提供一份全面而前沿的参考指南。 本书首先系统回顾了光催化反应的物理化学基础，详细阐述了半导体光催化剂的工作原理，包括光生载流子的产生、分离、迁移及其在催化循环中的作用。我们着重分析了TiO₂作为标准光催化剂的优势（如高化学稳定性、低成本、无毒性）及其内在局限性（如较宽的禁带宽度导致其主要吸收紫外光，以及光生电子-空穴复合率高）。 核心章节集中于离子掺杂改性技术，这是突破TiO₂性能瓶颈的关键策略。本书系统分类和剖析了不同类型离子掺杂对TiO₂光催化性能的调控机制： 一、贵金属与非金属离子掺杂： 详细介绍了贵金属（如Pt, Au, Ag）沉积或掺杂如何通过等离激元共振效应（SPR）或作为电子陷阱来有效抑制载流子复合，并讨论了氮（N）、碳（C）、硫（S）等非金属元素掺杂对TiO₂晶格缺陷的引入及其对可见光响应能力的提升。内容涵盖了掺杂浓度对缺陷态密度、晶体结构稳定性和表面催化活性的复杂影响。 二、过渡金属离子掺杂的精细调控： 重点分析了如Fe、Co、Ni、Cu、Cr等过渡金属离子掺杂的作用。这类掺杂通常在TiO₂晶格中引入新的能级结构，从而降低电子激发能，实现可见光催化。书中不仅提供了大量的实验数据和表征结果（如XPS、EPR、光致发光光谱FLS），还辅以密度泛函理论（DFT）计算结果，揭示了掺杂离子与氧空位、晶格位点之间的相互作用机制，以及对电荷分离效率的量化评估。 三、稀土元素离子掺杂效应： 系统梳理了稀土离子（如La, Ce, Eu, Tb）掺杂对TiO₂荧光性能和光催化活性的双重影响。讨论了稀土离子作为“天线”捕获光子、作为载流子复合中心或作为表面活性位点的多重角色，并结合具体的污染物降解案例（如染料、内分泌干扰物），探讨了掺杂后光催化剂的稳定性和再生性能。 四、复合材料与表面工程： 本书超越了单一离子掺杂的范畴，探讨了离子掺杂技术在构建异质结和核壳结构中的应用。例如，如何通过特定离子掺杂稳定或活化界面，从而构建更高效的Z型或I型光催化体系。此外，书中还涉及了掺杂材料的制备工艺优化，包括溶胶-凝胶法、固相反应法、水热/溶剂热合成法，以及等离子体增强沉积技术在实现掺杂均匀性和形貌控制上的优势。 应用前景展望： 最后，本书展望了离子掺杂TiO₂光催化材料在以下前沿领域的潜在应用： 1. 环境修复： 高效去除水体和空气中的持久性有机污染物（POPs）和新兴污染物（CECs）。 2. 能源转化： 太阳能驱动的水分解制氢（HER）和二氧化碳还原（CO₂RR）中的电荷分离与氧化还原半反应的优化。 3. 抗菌与自清洁材料： 结合抗菌性能和光催化降解能力，开发新型医用和建筑涂层。 本书的特色在于其深度和广度并重，既有扎实的理论基础阐述，又有大量的案例分析和最新的研究进展综述。它不仅是科研人员深入理解和设计新型光催化剂的工具书，也是研究生进行创新性课题研究的可靠参考。通过对离子掺杂这一核心调控手段的全面解析，读者将能更好地掌握调控半导体材料能带结构和载流子动力学的核心技能，从而推动光催化科学迈向更高的效率和更广阔的应用空间。本书旨在激发读者对下一代高效、可见光响应型光催化材料的探索热情。 --- （字数统计：约1500字）

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这本书的封面设计简洁大气，采用科技蓝和银灰为主色调，给人一种专业、严谨的印象。书名“二氧化钛半导体光催化材料离子掺杂”虽然专业性很强，但字体的排布和选择也考虑到了易读性，让人在接触到书名时，就能大致感受到其研究的领域和深度。对于我这样的普通读者来说，这个书名本身就带着一种探索未知的神秘感。我很好奇，二氧化钛作为一种广泛存在且价格低廉的材料，究竟是如何通过“离子掺杂”这个技术，摇身一变成为具有“光催化”功能的“半导体”的？这个过程听起来就像是在平凡的石头中注入了魔法。我脑海中浮现出各种关于光能转化、环境净化、乃至新能源的设想，这本书的扉页似乎就藏着这些令人兴奋的答案，让人迫不及待地想翻开一探究竟，去理解那些隐藏在化学式和物理模型背后的神奇力量，以及它们如何影响我们生活的方方面面。

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读完这本书的某个章节（此处假设为已阅读），我真的被书中描述的“离子掺杂”技术所带来的“光催化”潜力深深吸引了。那些关于如何巧妙地在二氧化钛的晶格中“嵌入”特定离子，从而“激活”其潜能的描述，听起来就像是科学界的“点石成金”。我开始想象，这些经过“改造”的二氧化钛材料，在面对环境污染问题时，能扮演怎样的角色。书中是不是详细介绍了它们在降解有机污染物、杀灭细菌、甚至捕捉和转化二氧化碳等方面的应用前景？我特别好奇，如果将这种材料应用于涂料、建筑材料，甚至衣物，是否就能实现“自清洁”或“空气净化”的功能？书中是否有相关的案例研究或者实验结果的展示，来佐证这些令人振奋的可能性？这种将基础科学研究与实际应用紧密结合的探索，让我对这本书充满了期待。

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这本书的书页触感和印刷质量都相当不错，纸张略带磨砂质感，翻阅时不会有刺眼的光线反射，长时间阅读眼睛也不易疲劳。文字印刷清晰，字号大小适中，排版也显得十分考究，章节之间的过渡自然流畅。即使是在书的某个角落，也能感受到作者和出版社对细节的用心。我想象着，书中那些精美的图表和化学结构式，一定也是经过精心绘制的，它们不仅仅是信息的载体，更是学术美感的体现。这种高品质的阅读体验，本身就是对知识的一种尊重，也让人在潜移默化中对书中内容产生更高的认同感和信任感。它让我觉得，自己正在接触一本真正有分量、值得细细品读的学术专著。

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这本书给我最直观的感受是其学术的严谨性。从目录的细致划分，到章节标题的专业术语使用，再到扉页上密集的参考文献标注，都透露出作者在科研领域的深厚积累和严谨的态度。我虽然不是该领域的专家，但能够感受到其中蕴含的知识密度。我想象着书中会详细阐述二氧化钛的晶体结构、能带理论，以及各种金属或非金属离子掺杂对这些基本性质产生的微妙影响。例如，不同离子的引入，是否会改变材料的禁带宽度，从而影响其吸收可见光的能力？掺杂后，载流子的分离效率又会如何变化？书中会不会用大量的实验数据、图表和严谨的数学推导来支撑这些论点？这种深入浅出的讲解方式，对于希望系统性学习并理解这一前沿材料科学领域的研究者来说，无疑是一笔宝贵的财富。它不仅仅是一本书，更像是一位经验丰富的导师，引领读者逐步走入复杂的科学世界。

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从一个完全非专业读者的角度来看，这本书的语言风格给我留下深刻印象。虽然主题非常专业，但作者似乎努力用一种相对易于理解的方式来阐述复杂的概念。即使是涉及到“半导体”、“光催化”、“能带隙”等专业术语，书中也可能通过生动的类比或图解来帮助读者建立直观的理解。我猜测，书中可能不会枯燥地罗列公式和数据，而是会穿插一些科学家的故事，或者讲述这项技术发展历程中的关键节点，让阅读过程不那么沉闷。这种“寓教于乐”的科普方式，对于希望了解前沿科技但又缺乏专业背景的读者来说，无疑是非常友好的。它像是一扇窗户，让我们得以窥探到科技前沿的奥秘，而不需要花费大量时间去学习晦涩的理论知识。

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