全球产业的快速发展,不断恶化的环境污染和能源短缺增加了潜在的全球危机的意识。因此,迫切需要开发一个简单的和当前有效的方法来解决这些问题。近年来,半导体光催化已成为最有前途的技术之一,因为它代表了一种简单的方法来利用自然光或人工室内照明的能量,因此世界上随处可用。光催化的应用前景被发现主要在以下领域:(i)的光解水产生氢燃料;(2)光解作用或photooxidization有害物质;(3)人工光合作用;(iv)光诱导的superhydrophilicity;(v)光电化学转换,等等1]。
在各种常见的催化剂,催化活性UVTiO之下2已广泛应用于广泛应用(如气体传感器、太阳能电池、电池、等等),发现以来,在光催化中的应用(2]。从那时起,强烈的TiO的研究一直在进行2光催化,专注于理解基本原则,提高光催化效率,扩大应用范围。TiO的许多潜在的应用2光催化已确定,如氢燃料生产、废水的解毒,消毒,superhydrophilic自洁,无机/有机气体污染物的消除,合成有机燃料。
为了进一步提高光催化性能,制备有很大兴趣的nanocatalysts支持,例如,碳纳米管复合材料,磁性复合材料,石墨烯复合材料,等等,因为他们的增强光催化活动或磁选(3]。纳米材料已成为开创性论文,占大部分的在这一领域目前的研究。纳米材料可以提供大的表面积,多样化的形态,丰富的表面状态,和简单的设备建模,所有这些都是光催化性能有益。已经取得了显著的进展在小说的发展近年来纳米材料。然而,纳米材料的效率,尤其是在太阳能光催化,必须得到改善,以满足工程要求。例如,TiO2展品在紫外光照射下光催化活性(海里)的能量超过了其带隙,导致其有限的实际应用(4- - - - - -6]。因此,开发visible-light-driven催化剂的实际应用光催化系统是必不可少的。此外,这些材料的稳定性和成本也应该仔细考虑。因此重视识别和设计的一个挑战新半导体材料高效,稳定,丰富。
另一个关键问题影响半导体的光催化能力的本质是它的表面/界面化学。表面能和化学吸收作用属性中扮演至关重要的角色之间的电子转移和能量物质的界面,在选择性控制,速度,光催化剂表面的氧化还原反应的过电位,并决定向photocorrosion[光催化剂的易感性1]。一般来说,表面能较高收益率更高的催化活性。最近,很多兴趣都集中在研究半导体晶体形态,如纳米棒,纳米粒子,纳米管和微/团簇,制作成功,提供大百分比的高活性面(7- - - - - -10]。适当的改性表面经常需要促进光催化。
尽管赢得重要的洞察力,光催化作用的机制是不清楚的细节。实现这一目标需要理论的帮助下,调查等电子结构计算和分子动力学模拟。事实上,光催化的理论研究与实验工作进展迅速。上述计算方法需要一定程度的光催化作用的理解。然后计算结果提高这种理解水平和提供指导的实际改进光催化材料及其应用。
论文在这个特殊问题关注的发展新纳米材料光催化降解有机污染。他们集中在光催化材料的制备,与助理的磁性纳米颗粒、金属或非金属掺杂、退火处理。新型光催化材料或特殊处理过程提供了解决有限的光催化活性,阻碍缺乏可见吸收。作品在当下组装体积对这样的发展做出贡献。希望他们会激发进一步的研究沿着相同的路线。
确认
我们要感谢所有作者提交了他们的手稿这个特殊的问题,下面的审稿人的宝贵贡献评估过程:Haojie Yu嵚Wang夹,阴王,新科太阳,Panayota g . Vassiliou贾庆林霍。我们要感谢Hindawi出版公司给了我们这个伟大的机会组织这个特殊的问题。
国华江
陈道
羌族杨