《高分散纳米催化剂制备及光催化应用》系统地介绍了高分散纳米催化剂设计的原理及其在光催化领域的应用。具体内容以高活性水分散性良好的纳米二氧化钛光催化剂设计制备、结构与性能研究为基础，以其光催化降解喹啉的反应为应用平台，将催化剂的制备方法、物化性能及催化反应性能关联起来，探讨了纳米二氧化钛光催化剂的物化特性与其相应的光催化特性、喹啉的光催化降解途径和方式。相关研究结果为构建高活性高分散纳米催化剂提供了实验和理论依据。
　　《高分散纳米催化剂制备及光催化应用》可供从事光催化或相关领域的科研人员及大、中专院校相关专业师生使用和参考。

　　有机难降解污染物引起的环境污染问题已成为21世纪影响人类生存和健康的重大问题。这些污染物毒性强、难降解，即使在低浓度下也会对动物和人类产生致癌、致畸、致突变作用。光催化氧化技术可在常温常压下通过氧化还原反应将有机难降解污染物彻底氧化成H20，C02和无机盐类。相比于目前常用的生物法和物化法等降解技术，纳米二氧化钛光催化氧化技术因其所用纳米二氧化钛具有氧化性强、耐酸碱性好、化学性质稳定、对生物无毒、来源丰富等优点在处理难降解有机物方面受到广泛重视。然而，由于纳米二氧化钛颗粒细微，在光催化过程中易失活、分散不均匀、易团聚、难以分离回收；以及锐钛矿型二氧化钛是宽禁带半导体，仅能响应短波长的紫外光，以太阳光做光源时，在室外只能吸收太阳光中不到5%的紫外光部分，能源利用效率低，光催化的过程以人工紫外光为主，技术适应性差、成本高，在工业应用过程中受到了很大限制。另外，当前纳米二氧化钛颗粒的制备存在生产中纳米颗粒难以很好的分散，针对各种应用的表面修饰和改性技术还不十分完善的问题。因此，提高纳米二氧化钛的光催化活性、增强其在水溶液中的分散性和稳定性、解决纳米颗粒分离回收的问题，并实现纳米二氧化钛的高可见光催化活性是二氧化钛光催化氧化技术工业化应用过程中最具挑战性的课题。
　　为了及时总结高分散纳米催化剂制备以及改性方面的最新研究成果，加强该领域科研工作者的交流，作者参考国内外相关文献，同时主要结合自身近8年在催化剂研制方面的工作实践，编著了这本《高分散纳米催化剂制备及光催化应用》。本书以高活性、高水分散纳米二氧化钛光催化剂的设计、制备及结构与性能研究为基础，以降解氮杂环化合物喹啉的反应为应用平台，研究了纳米二氧化钛光催化剂的物化特性与其相应的光催化特性、喹啉光催化降解的途径和方式。本书为高分散纳米催化剂的制备提供了理论指导，为具有结构稳定、毒性大、浓度低等特点的难生物降解有机物的处理提供了参考依据。
　　本书共分7章：第1章介绍了纳米催化剂的制备现状及其光催化应用领域、基本原理及影响因素；第2章介绍了纳米催化剂团聚的原因及分散的基本原理和方法；第3章介绍了纳米二氧化钛光催化剂的高温制备方法及其光催化降解喹啉的可行性；第4章介绍了高水分散纳米二氧化钛的制备，并考察了水分散纳米二氧化钛光催化降解喹啉的机理；第5章介绍了高分散磁性纳米四氧化三铁的可控制备：第6章介绍了水分散磁载二氧化钛光催化剂的制备及催化性能：第7章介绍了水分散可见光响应二氧化钛光催化剂的制备及催化性能。
　　本书参阅了大量国内外文献资料，特别是近几年的最新研究进展，结合作者本人的研究成果写成此书，在此对相关著作和文献的作者表示感谢。作者在求学和工作期间，得到了李文英教授、冯杰教授和于伟泳教授的大力支持，在此表示由衷的感谢。同时向在本书编写、出版过程中给予帮助和支持的所有人员表示谢意。

1 绪论
1．1 难降解有机污染物概述
1．1．1 难降解有机污染物来源及危害
1．1．2 喹啉类含氮杂环有机物来源及危害
1．1．3 喹啉类含氮杂环有机物结构特点
1．1．4 喹啉类含氮杂环有机物降解现状
1．2 纳米二氧化钛光催化应用
1．2．1 环境光催化
1．2．2 能源光催化
1．3 纳米二氧化钛光催化降解有机物
1．3．1 纳米二氧化钛光催化降解有机物基本原理
1．3．2 纳米二氧化钛光催化降解有机物反应机理动力学研究现状
1．4 纳米二氧化钛光催化降解含氮有机物催化活性影响因素
1．4．1 二氧化钛自身性质的影响
1．4．2 含氮有机物性质的影响
1．4．3 光催化反应操作条件的影响
1．5 纳米二氧化钛光催化剂的研究与开发
1．5．1 纳米二氧化钛光催化剂制备现状
1．5．2 纳米二氧化钛光催化剂工业化的瓶颈
1．5．3 纳米二氧化钛光催化剂的改性研究


2 纳米催化剂的分散
2．1 引言
2．2 纳米催化剂团聚的原因
2．3 纳米催化剂分散的胶体科学基本原理
2．3．1 胶体状态的本质
2．3．2 胶体的表面电荷
2．3．3 胶体的双电层结构
2．3．4 胶体的稳定与失稳
2．3．5 DLVO理论
2．4 纳米催化剂分散的方法
2．4．1 物理法
2．4．2 化学法


3 纳米二氧化钛光催化剂的高温制备及催化性能
3．1 引言
3．2 纳米二氧化钛光催化剂的制备及表征
3．2．1 制备方法
3．2．2 表征手段
3．2．3 结构特性
3．3 二氧化钛光催化降解喹啉操作条件的优化
3．3．1 喹啉光催化降解反应
3．3．2 二氧化钛用量的影响
3．3．3 喹啉初始浓度的影响
3．3．4 pH值的影响
3．4 二氧化钛光催化降解喹啉活性及重复使用性
3．5 本章小结


4 水分散纳米二氧化钛光催化剂设计、制备及催化性能
4．1 引言
4．2 水分散性纳米二氧化钛设计与制备
4．2．1 技术路线
4．2．2 实验方法
4．3 水分散性纳米二氧化钛结构与水分散性关系
4．3．1 形貌晶型分析
4．3．2 表面元素分析
4．3．3 结构与水分散性关系
4．4 不同制备方法与水分散特性的关系
4．4．1 不同方法制备纳米二氧化钛
4．4．2 形貌晶型比较
4．4．3 表面元素比较
4．4．4 水分散性比较
4．5 水分散纳米二氧化钛光催化降解喹啉
4．5．1 活性与稳定性评价