3.2 The Development of Mesoporous TiO 2 in Photocatalysis . . . . . . . 48
3.2.1
The Preparation of Mesoporous TiO 2 . . . . . . . . . . . . . . 48
3.2.2
Doping Modification on Mesoporous TiO 2 . . . . . . . . . . 49
3.2.3
Mesoporous TiO 2 –Graphene Materials . . . . . . . . . . . . . 51
3.3 The Development of TiO 2 –SiO 2 Mesoporous Materials . . . . . . . . 52
3.3.1
The Preparation of TiO 2 –SiO 2 Mesoporous Materials . . . 53
3.3.2
The Application of TiO 2 –SiO 2 Mesoporous Materials
in Photocatalysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
3.4 Visible Light Response Metal–Organic Frameworks (MOFs) . . . . 59
3.5 The Development of Mesoporous Ti–SiO 2 Materials in
Photocatalysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
3.5.1
The Preparation of Ti–SiO 2 Mesoporous Materials . . . . . 64
3.5.2
The Application of Ti–SiO 2 Mesoporous Materials
in Photocatalysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
3.6 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
4
Preparation of Reduced TiO 2–x for Photocatalysis . . . . . . . . . . . . . . 75
4.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
4.2 Synthesis of TiO 2–x Photocatalysts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
4.2.1
Reduction Method . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
4.2.2
Oxidation Method . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
4.3 Properties of TiO 2–x Photocatalysts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
4.4 Applications of TiO 2–x Photocatalysts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
4.5 Modification on TiO 2–x Photocatalysts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
4.5.1
TiO 2–x Doped with Nonmetal Elements . . . . . . . . . . . . . 89
4.5.2
TiO 2–x Grafted with Metals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
4.5.3
TiO 2–x Composited with Carbon . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92
4.5.4
TiO 2–x Composited with Other Compounds . . . . . . . . . . 93
4.5.5
TiO 2–x with Ordered Morphology . . . . . . . . . . . . . . . . . 94
4.5.6
TiO 2–x with Special Facets Exposed . . . . . . . . . . . . . . . 95
4.6 Summary and Outlook . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96
5
Graphene-Modified TiO 2 with Enhanced Visible Light
Photocatalytic Activities . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107
5.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107
5.2 TiO 2 /Graphene Composite . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108
5.2.1
Two-Dimensional TiO 2 /Graphene Composites . . . . . . . . 108
5.2.2
Three-Dimensional TiO 2 /Graphene Composite . . . . . . . . 118
5.3 Applications in Photocatalysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123
5.3.1
Photodegradation of Organic Pollutants . . . . . . . . . . . . . 123
5.3.2
Water Splitting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124
5.3.3
CO 2 Photoreduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125
5.4 Conclusions and Prospective . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128
viii
Contents