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| 內容簡介： |
本书系统总结了作者在硫化镉基异质结光催化剂设计、构筑及其光催化性能调控方面的系列研究工作。全书围绕“能带结构调控与界面工程”这一核心主线，通过一系列精心设计的模型体系，深入探讨了不同异质结类型（Z型、p-n型）的构筑策略、界面电荷迁移机制及其与光催化活性和选择性方面的内在关联。
本书适合光催化领域的研究生和科研工作者参考。
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| 關於作者： |
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陈雯雯，山西师范大学傅教授，毕业于清华大学化学系有机化学专业。致力于非均相光催化体系与有机合成化学交叉领域研究，在设计合成光催化剂、探索新的有机反应方面积累了大量的研究经验。已在NanoRes.、RareMet.、Mol.Catal.、Int.J.Biol.Macromol.、Org.Lett.、J.Org.Chem、Org.Chem.Front.等国际期刊上发表SCI论文20余篇。
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| 目錄：
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第1章 导论 001
1.1 半导体光催化简介 002
1.1.1 半导体光催化技术的发展史 002
1.1.2 半导体光催化的基本原理 002
1.1.3 半导体光催化性能的影响因素 004
1.2 半导体光催化技术的应用 005
1.2.1 光催化CO2还原 005
1.2.2 光催化有机污染物降解 006
1.2.3 光催化有机合成 007
1.2.4 光催化分解水制氢 008
1.2.5 光催化产过氧化氢 009
1.3 CdS基光催化剂的简介及其改性策略 010
1.3.1 形貌调控 011
1.3.2 晶面调控 011
1.3.3 元素掺杂 012
1.3.4 金属沉积 013
1.3.5 构建异质结 014
参考文献 020
第2章 基于晶面调控的MoS2/CdS Z型异质结光催化剂 027
2.1 引言 027
2.2 光催化剂的制备 030
2.2.1 样品CdS-(002)的制备 031
2.2.2 样品CdS-(100)的制备 031
2.2.3 样品MoS2的制备 031
2.2.4 样品MoS2/CdS-(100)的制备 031
2.2.5 样品MoS2/CdS-(002)的制备 032
2.3 催化剂表征 032
2.3.1 晶体结构与微观形貌分析 032
2.3.2 元素组成分析 034
2.3.3 光学性能分析 036
2.4 光催化苄胺偶联性能测试 037
2.5 光电化学性能测试 042
2.6 光催化苄胺氧化机理研究 043
2.7 小结 046
参考文献 047
第3章 Ag2S@CdS p-n型异质结半导体光催化剂 050
3.1 引言 050
3.2 光催化剂的制备 051
3.2.1 样品CdS的制备 051
3.2.2 样品Ag2S的制备 051
3.2.3 样品Ag2S@CdS的制备 052
3.3 催化剂表征 052
3.3.1 晶体结构与微观形貌分析 052
3.3.2 元素组成分析 055
3.3.3 光学性能分析 056
3.4 光催化苄胺氧化性能测试 057
3.5 光电化学性能测试 064
3.6 光催化苄胺氧化机理探究 065
3.7 小结 067
参考文献 067
第4章 BiVO4/CdS Z型异质结半导体光催化剂 071
4.1 引言 071
4.2 光催化剂的制备 073
4.2.1 CdS的制备 073
4.2.2 BiVO4的制备 073
4.2.3 BiVO4/CdS的制备 073
4.3 催化剂表征 074
4.3.1 晶体结构与微观形貌分析 074
4.3.2 元素组成分析 076
4.3.3 光学性能研究 078
4.4 光催化降解盐酸四环素性能研究 079
4.5 光电化学性能测试 084
4.6 光催化降解盐酸四环素机理探究 085
4.7 小结 090
参考文献 090
第5章 CdS/CeO2 Z型异质结光催化剂氧化性能研究 095
5.1 引言 095
5.2 光催化剂的制备及测试步骤 099
5.2.1 CeO2的制备 099
5.2.2 CdS的制备 100
5.2.3 CdS/CeO2复合材料的制备 100
5.2.4 光催化性能测试步骤 100
5.3 催化剂表征 101
5.3.1 晶体结构与微观形貌分析 101
5.3.2 元素组成分析 102
5.3.3 光学性能研究 104
5.4 光催化苄胺氧化性能研究 106
5.4.1 光催化苄胺氧化性能测试 106
5.4.2 循环性能测试 110
5.4.3 光催化苄胺氧化机理研究 112
5.5 光催化苯甲醇氧化性能研究 113
5.5.1 光催化苯甲醇氧化性能测试 113
5.5.2 光催化苯甲醇氧化性能研究 116
5.6 小结 117
参考文献 118
第6章 CdS/CeO2 Z型异质结光催化剂选择性还原性能研究 123
6.1 引言 123
6.2 催化剂的制备 125
6.2.1 CeO2的制备 125
6.2.2 CdS/CeO2复合材料的制备 126
6.3 催化剂表征 126
6.4 硝基苯还原制备氧化偶氮苯 129
6.4.1 催化性能测试 129
6.4.2 催化剂稳定性测试及分析 133
6.4.3 硝基苯还原机理探究 135
6.5 光催化硝基苯性能研究 138
6.5.1 光催化硝基苯性能测试 138
6.5.2 CdS/CeO2-4催化剂循环性能测试 142
6.5.3 机理探究 144
6.6 小结 149
参考文献 149
附录 153
附录1 盐酸四环素降解小分子中间体P1～P12的质谱图 153
附录2 硝基苯还原为氧化偶氮苯产物的核磁共振波谱图 157
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| 內容試閱：
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能源危机与环境污染是 21 世纪人类社会可持续发展面临的两大严峻挑战。在这一背景下，开发和利用清洁、可再生的太阳能，已成为全球科学研究与技术创新的焦点。光催化技术能够直接将太阳能转化为化学能，实现光解水制氢、二氧化碳还原以及环境污染物的高效降解，为从根本上解决能源与环境问题提供了极具潜力的战略途径。然而，光催化技术的规模化应用仍受制于光催化剂自身的关键科学问题，如光生电子-空穴对易于复合、太阳光利用效率有限以及氧化还原能力难以兼顾等。
为解决上述瓶颈制约，构建异质结光催化剂，特别是能够有效促进载流子分离且同时保持强氧化还原能力的Z型异质结体系，已成为该领域最具前景的研究方向之一。其中，硫化镉（CdS）因其适宜的带隙宽度（约2.4 eV）和良好的可见光响应能力，被视为一种优秀的可见光驱动光催化材料。但其自身也存在光腐蚀严重、载流子复合速率快等固有缺点。通过与其他半导体材料构筑异质结，不仅可以显著提升CdS的光稳定性和电荷分离效率，更能通过能带结构的精准设计，协同发挥不同组分的优势，创造出性能卓越的新型复合光催化体系。
本书系统总结了笔者在CdS基异质结光催化剂设计、构筑及其光催化性能调控方面的系列研究工作。全书围绕“能带结构调控与界面工程”这一核心主线，通过一系列精心设计的模型体系，深入探讨了不同异质结类型（Z型、p-n型）的构筑策略、界面电荷迁移机制及其与光催化活性和选择性的内在关联。本书的研究内容从晶面调控、能带匹配、界面内建电场到反应路径管理，层层递进，不仅展示了一系列高性能CdS基异质结光催化剂的设计与合成策略，更重要的是通过机理研究深刻阐明了“结构-性能”之间的内在关系，为未来理性设计和开发新型、高效、稳定的光催化系统提供了重要的理论依据和实践指导。
本书在撰写过程中广泛参阅并引用了国内外相关学术成果，同时也受益于多位专家同仁的倾力相助与真知灼见。谨此，向所有为本书作出贡献的学者们致以由衷的谢意。受专业领域和实验环境所限，加之笔者研究水平有限，本书难以做到全面系统，书中难免存在疏漏与不足之处，恳请各位专家与读者不吝指正。
陈雯雯
2025年11月10日
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