Contents
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Mechanism of Photocatalysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1
1.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1
1.2 TiO 2 Photocatalysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2
1.3 Mechanism of Photocatalytic Oxidation Reactions . . . . . . . . . . .
2
1.4 Influence of Different Parameters on the Degradation
of Pollutants . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5
1.4.1
Catalyst Loading . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6
1.4.2
pH Effect . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6
1.4.3
Surface Area and Morphology . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7
1.4.4
Effect of Temperature . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9
1.4.5
Effect of Contaminant Concentration . . . . . . . . . . . . . . .
9
1.4.6
Influence of Calcination Temperature . . . . . . . . . . . . . . 10
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
2
In Situ Characterization of Photocatalytic Activity . . . . . . . . . . . . . 17
2.1 Fluorescence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
2.1.1
Types of Probing Agents for ROS . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
2.1.2
Single-Molecule Spectroscopy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
2.2 Infrared Spectroscopy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
2.2.1
Gas-Phase Photocatalysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
2.2.2
Aqueous-Phase Photocatalysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
2.3 Raman . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
2.4 In Situ Atomic Force Microscopy and Fluorescence . . . . . . . . . . 38
2.5 In Situ NMR and ESR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
3
Titanium-Based Mesoporous Materials for Photocatalysis . . . . . . . 47
3.1 The History of Mesoporous Materials . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
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Mechanism of Photocatalysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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1.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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1.2 TiO 2 Photocatalysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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1.3 Mechanism of Photocatalytic Oxidation Reactions . . . . . . . . . . .
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1.4 Influence of Different Parameters on the Degradation
of Pollutants . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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1.4.1
Catalyst Loading . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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1.4.2
pH Effect . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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1.4.3
Surface Area and Morphology . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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1.4.4
Effect of Temperature . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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1.4.5
Effect of Contaminant Concentration . . . . . . . . . . . . . . .
9
1.4.6
Influence of Calcination Temperature . . . . . . . . . . . . . . 10
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
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In Situ Characterization of Photocatalytic Activity . . . . . . . . . . . . . 17
2.1 Fluorescence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
2.1.1
Types of Probing Agents for ROS . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
2.1.2
Single-Molecule Spectroscopy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
2.2 Infrared Spectroscopy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
2.2.1
Gas-Phase Photocatalysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
2.2.2
Aqueous-Phase Photocatalysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
2.3 Raman . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
2.4 In Situ Atomic Force Microscopy and Fluorescence . . . . . . . . . . 38
2.5 In Situ NMR and ESR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
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Titanium-Based Mesoporous Materials for Photocatalysis . . . . . . . 47
3.1 The History of Mesoporous Materials . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
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