| 摘要 | 第5-8页 |
| ABSTRACT | 第8-11页 |
| 第1章 绪论 | 第16-42页 |
| 1.1 引言 | 第16-18页 |
| 1.2 单原子催化简介 | 第18-22页 |
| 1.2.1 单原子催化剂的常见制备方法 | 第18-19页 |
| 1.2.2 单原子催化剂的性能特点 | 第19-20页 |
| 1.2.2.1 高反应活性 | 第19页 |
| 1.2.2.2 高选择性 | 第19-20页 |
| 1.2.2.3 高稳定性 | 第20页 |
| 1.2.3 单原子催化剂的应用 | 第20-22页 |
| 1.2.3.1 氧化反应 | 第20页 |
| 1.2.3.2 光电催化反应 | 第20-21页 |
| 1.2.3.3 选择性加氢反应 | 第21页 |
| 1.2.3.4 其他反应 | 第21-22页 |
| 1.3 二维材料简介 | 第22-29页 |
| 1.3.1 常见的二维材料 | 第23-28页 |
| 1.3.1.1 石墨烯 | 第23-25页 |
| 1.3.1.2 二维碳氮材料 | 第25-26页 |
| 1.3.1.3 氮化硼 | 第26-27页 |
| 1.3.1.4 其他二维材料 | 第27-28页 |
| 1.3.2 常见的二维材料的制备方法 | 第28页 |
| 1.3.3 二维材料的应用 | 第28-29页 |
| 1.3.3.1 电子器件 | 第28页 |
| 1.3.3.2 能量储存和转化 | 第28-29页 |
| 1.3.3.3 光电催化 | 第29页 |
| 1.3.3.4 环境治理 | 第29页 |
| 1.4 常见的电催化反应 | 第29-34页 |
| 1.4.1 析氢反应(HER) | 第30-31页 |
| 1.4.2 固氮反应(NRR) | 第31-33页 |
| 1.4.3 其他反应 | 第33-34页 |
| 参考文献 | 第34-42页 |
| 第2章 理论方法简介 | 第42-50页 |
| 2.1 第一性原理简介 | 第42-44页 |
| 2.1.1 价电子近似 | 第42-43页 |
| 2.1.2 Born-Oppenheimer近似 | 第43页 |
| 2.1.3 Hartree-Fock近似 | 第43-44页 |
| 2.2 密度泛函理论简介 | 第44-47页 |
| 2.2.1 密度泛函理论基础 | 第44-46页 |
| 2.2.1.1 Tomas-Fermi-Dirac理论 | 第44页 |
| 2.2.1.2 Hohenberg-Kohn定理 | 第44-45页 |
| 2.2.1.3 Kohn-Sham定理 | 第45-46页 |
| 2.2.2 交换相关泛函 | 第46-47页 |
| 2.2.2.1 局域密度近似(LDA) | 第46页 |
| 2.2.2.2 广义梯度近似(GGA) | 第46-47页 |
| 2.2.2.3 杂化泛函 | 第47页 |
| 2.3 量化计算软件包 | 第47-49页 |
| 参考文献 | 第49-50页 |
| 第3章 石墨烯/碳氮材料“铠甲”保护的单原子催化剂在析氢反应中的应用 | 第50-78页 |
| 3.1 背景介绍 | 第50-51页 |
| 3.2 计算细节 | 第51-52页 |
| 3.3 结果与讨论 | 第52-75页 |
| 3.3.1 直接吸附型单原子催化剂 | 第54-57页 |
| 3.3.2 “铠甲”保护的三明治型单原子催化剂 | 第57-73页 |
| 3.3.2.1 铠甲”保护的三明治型单原子催化剂的稳定性 | 第57-63页 |
| 3.3.2.2 “铠甲”保护的三明治型单原子催化剂的HER反应活性 | 第63-73页 |
| 3.3.3 工作总结 | 第73-75页 |
| 参考文献 | 第75-78页 |
| 第4章 二维材料负载的单原子催化剂在固氮反应中的应用 | 第78-116页 |
| 4.1 背景介绍 | 第78页 |
| 4.2 石墨烯-氮化硼复合物负载的单原子催化剂高效催化氮还原反应 | 第78-97页 |
| 4.2.1 计算细节 | 第79-80页 |
| 4.2.2 结果与讨论 | 第80-95页 |
| 4.2.2.1 BCN和Mo@BCN的稳定性与电子结构性质 | 第80-86页 |
| 4.2.2.2 氮(N_2)和氢原子(H)在催化剂上的吸附 | 第86-89页 |
| 4.2.2.3 Mo@BCN电催化氮气还原反应 | 第89-95页 |
| 4.2.3 工作总结 | 第95-97页 |
| 4.3 氧化石墨烯负载的过渡金属催化剂高效催化氮气转氨反应 | 第97-112页 |
| 4.3.1 计算细节 | 第98-99页 |
| 4.3.2 结果与讨论 | 第99-110页 |
| 4.3.2.1 设计的不同催化剂的结构、稳定性以及电荷分布情况 | 第99-106页 |
| 4.3.2.2 设计的催化剂的固氮反应活性 | 第106-110页 |
| 4.3.3 工作总结 | 第110-112页 |
| 参考文献 | 第112-116页 |
| 第5章 氧化石墨烯负载的单离子Co高效催化化学发光反应 | 第116-122页 |
| 5.1 背景介绍 | 第116页 |
| 5.2 计算细节 | 第116-117页 |
| 5.3 结果与讨论 | 第117-121页 |
| 5.3.1 GO负载的Co和Co~(2+)催化剂 | 第117-118页 |
| 5.3.2 Co/GO和Co~(2+)/GO的化学发光反应活性 | 第118-120页 |
| 5.3.3 工作总结 | 第120-121页 |
| 参考文献 | 第121-122页 |
| 第6章 总结与展望 | 第122-124页 |
| 6.1 结论与总结 | 第122-123页 |
| 6.2 展望 | 第123-124页 |
| 致谢 | 第124-126页 |
| 攻读博士期间发表的学术论文与取得的研究成果 | 第126-127页 |
