本书包括光催化科学基础和光催化应用两大部分，共10章，循序渐进且全面系统地介绍了光催化科学技术基本知识和应用。第1章绪论概述了光催化的基本概念、学科形成、发展前景及学习的基本要求。第2~5分别介绍了光催化基础、光催化剂组成和结构、光催化剂基本性能表征和光催化反应性能表征等光催化基础识。第6~10章分别介绍了光催化水分解、光催化CO2还原、光催化氮还原、光催化环境净化和光催化有机合成等光催化应用。

本书可作为高等学校化学化工类专业本科生和研究生光催化相关课程教材，也可供相关专业研究生和科研人参考。

前辅文
第1章 绪论
  1.1 什么是光催化
  1.2 光催化的发展机遇
   1.2.1 能源危机下光催化的发展机遇
   1.2.2 环保需求下光催化的发展机遇
  1.3 光催化学科形成
  1.4 光催化发展前景
  1.5 学习目的和要求
第2章 光催化基础
  2.1 引言
  2.2 光与物质相互作用
  2.3 光化学
   2.3.1 光吸收
   2.3.2 光化学反应
   2.3.3 光化学反应与热化学反应的区别
  2.4 光催化
   2.4.1 半导体能带理论
   2.4.2 光催化基本原理
   2.4.3 光催化反应参数及意义
   2.4.4 光催化反应和光化学反应的区别
  2.5 影响光催化反应效率的主要因素
   2.5.1 光催化剂
   2.5.2 光源
   2.5.3 反应条件
   2.5.4 助催化剂
   2.5.5 牺牲剂
  思考题
第3章 光催化剂组成和结构
  3.1 引言
   3.1.1 光催化剂基本特征
   3.1.2 光催化剂的分类
  3.2 单组分光催化剂
   3.2.1 金属氧化物
   3.2.2 其他金属化物
   3.2.3 金属氧酸盐
   3.2.4 有机金属化合物
   3.2.5 碳氮聚合物
   3.2.6 金属有机框架材料
   3.2.7 共价有机框架材料
   3.2.8 其他材料
  3.3 复合光催化剂
   3.3.1 负载型
   3.3.2 掺杂型
   3.3.3 异质结型
   3.3.4 主 - 助催化剂复合型
  3.4 光催化剂的一般制备方法
   3.4.1 水 / 溶剂热合成法
   3.4.2 溶胶 - 凝胶法
   3.4.3 化学气相沉积法
   3.4.4 光沉积法
   3.4.5 表面有机金属化学
  思考题
第4章 光催化剂基本性能表征
  4.1 引言
  4.2 化学成分表征
   4.2.1 X射线光电子能谱
   4.2.2 X射线吸收光谱
   4.2.3 拉曼光谱
   4.2.4 X射线荧光光谱
   4.2.5 电感耦合等离子体
  4.3 物理结构表征
   4.3.1 扫描电子显微镜
   4.3.2 原子力显微镜
   4.3.3 比表面积和孔径分析
  4.4 晶体结构表征
   4.4.1 X射线衍射
   4.4.2 透射电子显微镜
  4.5 光吸收测试
   4.5.1 紫外 - 可见漫反射光谱
   4.5.2 紫外 - 可见吸收光谱
  4.6 光生电荷动力学
   4.6.1 光致发光光谱
   4.6.2 瞬态吸收光谱
   4.6.3 表面光电压和瞬态光电流响应
   4.6.4 瞬态光电流响应
   4.6.5 电化学抗谱
  4.7 热稳定性
  4.8 能带结构
  思考题
第5章 光催化反应性能表征
  5.1 光源
   5.1.1 光源种类
   5.1.2 光波长调节
   5.1.3 光强度测定
  5.2 反应器
   5.2.1 材质
   5.2.2 光催化反应器的设计
  5.3 光催化剂性能评价
   5.3.1 光催化降解活性评价方法
   5.3.2 光解水产氢活性评价方法
   5.3.3 光催化还原二氧化碳活性评价方法
  思考题
第6章 光催化水分解
  6.1 引言
  6.2 水分解的热力学和电化学
   6.2.1 热分解
   6.2.2 电分解
   6.2.3 光-电催化分解
   6.2.4 光催化分解
  6.3 光催化水分解机理
   6.3.1 物理机制
   6.3.2 分子机制
  6.4 光催化水分解性能评价
   6.4.1 反应系统
   6.4.2 产物 H?和 O?分析
   6.4.3 反应效率表示
  6.5 影响光催化全水分解效率的主要因素
   6.5.1 光催化剂结构
   6.5.2 反应条件
   6.5.3 助催化剂
   6.5.4 牺牲剂
  6.6 一些典型光催化全水分解催化剂
   6.6.1 金属氧化物 TiO?
   6.6.2 氮氧化物 TaON 和 Ta?N?
   6.6.3 硫化物 CdS
   6.6.4 固溶体 GaN:ZnO
   6.6.5 石墨氮化碳 g-C?N?
   6.6.6 钛酸锶 (SrTiO?)
  6.7 应用情况
  思考题
第7章 光催化 CO?还原
  7.1 引言
  7.2 CO?还原的热力学
   7.2.1 还原反应热力学参数
   7.2.2 CO?分子的吸附和活化方式
  7.3 光催化 CO?还原基本原理
   7.3.1 光催化 CO?还原基本过程
   7.3.2 CO?转化途径及路线
  7.4 光催化 CO?还原性能测定
  7.5 影响光催化剂还原效率的主要因素
   7.5.1 光催化剂
   7.5.2 反应条件
   7.5.3 助催化剂
  7.6 一些典型的 CO?还原催化剂及作用机理
   7.6.1 无机半导体光催化剂
   7.6.2 有机聚合物光催化剂
   7.6.3 复合体系
  7.7 应用前景
  思考题
第8章 光催化氮还原
  8.1 引言
  8.2 氮气用 H?O 的还原化学
   8.2.1 热力学参数
   8.2.2 电化学方程
  8.3 氮气光催化还原机理
   8.3.1 物理机理
   8.3.2 分子机理
  8.4 光催化反应性能评价
   8.4.1 反应系统
   8.4.2 产物分析
   8.4.3 活性表示方法
  8.5 影响氮气光催化还原的主要因素
   8.5.1 光催化剂的结构
   8.5.2 反应条件
   8.5.3 助催化剂
   8.5.4 牺牲剂
  8.6 一些典型催化剂及作用机理
   8.6.1 金属氧化物
   8.6.2 金属硫化物
   8.6.3 卤氧化锁化合物
   8.6.4 氮化碳基催化剂
   8.6.5 层状双氢氧化物
   8.6.6 金属有机框架材料
  8.7 应用前景
  思考题
第9章 光催化环境净化
  9.1 引言
  9.2 环境光催化基础
   9.2.1 反应热力学
   9.2.2 反应动力学
   9.2.3 反应机理
  9.3 光催化效率评价
   9.3.1 反应系统
   9.3.2 产物分析
   9.3.3 活性表示方法
  9.4 环境光催化影响因素
   9.4.1 光催化剂
   9.4.2 光源
   9.4.3 氧化剂
   9.4.4 反应条件
  9.5 气体污染物光催化分解
   9.5.1 挥发性有机污染物
   9.5.2 氮氧化物
   9.5.3 硫化物
  9.6 水体污染物光催化消除
   9.6.1 水体有机污染物
   9.6.2 水体无机污染物
  9.7 光催化抗雾和自清洁
   9.7.1 表面超亲水性和抗雾
   9.7.2 表面自清洁的应用
  9.8 光催化在医学上的应用
   9.8.1 光催化抑菌和杀灭病毒
   9.8.2 光催化抗癌
  9.9 产业化应用
  思考题
第10章 光催化有机合成
  10.1 有机合成的基本原理
   10.1.1 化学键的形成与断裂
   10.1.2 有机合成的基本反应类型
   10.1.3 光催化合成机理
  10.2 影响有机反应活性和选择性的主要因素
   10.2.1 溶剂效应
   10.2.2 酸碱度
   10.2.3 传热传质
   10.2.4 其他影响因素
  10.3 光催化有机反应的效率评价
   10.3.1 反应装置
   10.3.2 产物分析
   10.3.3 活性表示方法
  10.4 典型光催化有机合成反应类型
   10.4.1 光催化选择性氧化
   10.4.2 光催化选择性还原
   10.4.3 光催化碳碳键构建反应
   10.4.4 光催化碳杂键构建反应
   10.4.5 光催化环化反应
   10.4.6 光催化甲烷偶联反应
  10.5 应用现状与发展目标
   10.5.1 应用现状
   10.5.2 发展目标
  思考题