| 致谢 | 第5-6页 |
| 摘要 | 第6-7页 |
| Abstract | 第7-8页 |
| 1 绪论 | 第15-22页 |
| 1.1 引言 | 第15页 |
| 1.2 TiO_2光催化研究现状及最新进展 | 第15-17页 |
| 1.3 TiO_2晶体结构 | 第17页 |
| 1.4 TiO_2光催化反应机理 | 第17-18页 |
| 1.5 提高TiO_2光催化活性的方法 | 第18-20页 |
| 1.5.1 贵金属沉积 | 第19页 |
| 1.5.2 表面敏化 | 第19页 |
| 1.5.3 半导体复合 | 第19页 |
| 1.5.4 离子掺杂 | 第19-20页 |
| 1.6 本文研究的主要内容 | 第20-22页 |
| 1.6.1 研究内容 | 第20页 |
| 1.6.2 各章内容简介 | 第20-22页 |
| 2 密度泛函理论基础与方法 | 第22-28页 |
| 2.1 Born-Oppenheimer近似和Hartree-Fock近似 | 第22-24页 |
| 2.2 密度泛函理论 | 第24-26页 |
| 2.3 交换相关能量泛函 | 第26-27页 |
| 2.3.1 局域密度近似 | 第26页 |
| 2.3.2 广义梯度近似 | 第26-27页 |
| 2.3.3 轨道泛函DFT+U | 第27页 |
| 2.4 CASTEP软件包 | 第27-28页 |
| 3 Ta和N掺杂调节TiO_2的电子、光学和光催化性质 | 第28-43页 |
| 3.1 前言 | 第28-29页 |
| 3.2 计算方法 | 第29-30页 |
| 3.3 实验方法 | 第30-31页 |
| 3.4 催化剂制备过程 | 第31页 |
| 3.5 催化剂的表征 | 第31-33页 |
| 3.5.1 紫外-可见光吸收光谱（UV-Vis） | 第31页 |
| 3.5.2 X射线衍射（XRD） | 第31-32页 |
| 3.5.3 X射线光电子能谱（XPS） | 第32页 |
| 3.5.4 拉曼光谱（Raman Spectra） | 第32页 |
| 3.5.5 光催化实验 | 第32-33页 |
| 3.6 结果与讨论 | 第33-42页 |
| 3.6.1 结构性质和热力学稳定性 | 第33-35页 |
| 3.6.2 元素组成和化学状态 | 第35-37页 |
| 3.6.3 能带结构和分波态密度（PDOS） | 第37-40页 |
| 3.6.4 光吸收曲线和光催化活性 | 第40-42页 |
| 3.7 本章小结 | 第42-43页 |
| 4 Mn、N掺杂调控TiO_2的电子、光学和光催化性质 | 第43-59页 |
| 4.1 前言 | 第43页 |
| 4.2 实验部分 | 第43-45页 |
| 4.2.1 制备方法 | 第43-44页 |
| 4.2.2 表征方法 | 第44页 |
| 4.2.3 光催化活性 | 第44-45页 |
| 4.3 理论计算方法 | 第45页 |
| 4.4 实验结果 | 第45-52页 |
| 4.4.1 结构性质和表面形貌 | 第45-50页 |
| 4.4.2 光吸收曲线和光催化活性 | 第50-52页 |
| 4.5 理论计算结果 | 第52-57页 |
| 4.5.1 晶相和热稳定性 | 第52-54页 |
| 4.5.2 能带结构和分波态密度（PDOS） | 第54-57页 |
| 4.6 本章小结 | 第57-59页 |
| 5 第一性原理研究H离子调节Fe、Co和C共掺杂TiO_2的电子和光学性质 | 第59-70页 |
| 5.1 前言 | 第59-60页 |
| 5.2 计算方法 | 第60-62页 |
| 5.3 结果和讨论 | 第62-69页 |
| 5.3.1 结构和热力学性质 | 第62-63页 |
| 5.3.2 能带结构和光吸收曲线 | 第63-66页 |
| 5.3.3 分波态密度（PDOS）和密立根电荷 | 第66-69页 |
| 5.4 本章小结 | 第69-70页 |
| 6 结论与展望 | 第70-72页 |
| 6.1 结论 | 第70-71页 |
| 6.2 展望 | 第71-72页 |
| 参考文献 | 第72-78页 |
| 作者简历 | 第78-79页 |
