| 摘要 | 第1-6页 |
| ABSTRACT | 第6-15页 |
| 第1章 文献综述 | 第15-37页 |
| ·选题背景 | 第15-17页 |
| ·半导体光催化在能源转换方面的发展 | 第15-16页 |
| ·半导体光催化在环境治理方面的发展 | 第16-17页 |
| ·TiO_2的性质及应用 | 第17-22页 |
| ·TiO_2的晶体结构 | 第17-18页 |
| ·TiO_2的应用 | 第18-21页 |
| ·TiO_2实际应用存在的主要问题 | 第21-22页 |
| ·提高TiO_2性能的途径 | 第22-28页 |
| ·贵金属沉积 | 第22-23页 |
| ·金属离子掺杂 | 第23-25页 |
| ·非金属离子掺杂 | 第25-26页 |
| ·复合半导体 | 第26-27页 |
| ·其他改性手段 | 第27-28页 |
| ·TiO_2薄膜的制备技术 | 第28-29页 |
| ·TiO_2计算模拟的研究现状 | 第29-33页 |
| ·TiO_2微观结构的计算模拟 | 第30-31页 |
| ·掺杂改性TiO_2的计算模拟 | 第31-33页 |
| ·TiO_2计算模拟的展望 | 第33页 |
| ·论文研究内容与科学意义 | 第33-37页 |
| 第2章 实验方法 | 第37-47页 |
| ·实验原料及试剂 | 第37-38页 |
| ·实验仪器及设备 | 第38页 |
| ·实验方案 | 第38-40页 |
| ·基片的清洗 | 第38-39页 |
| ·TiO_2基薄膜的制备 | 第39-40页 |
| ·工艺流程 | 第40页 |
| ·研究方法 | 第40-47页 |
| ·热分析 | 第41页 |
| ·X-射线衍射分析 | 第41-42页 |
| ·红外光谱分析 | 第42页 |
| ·原子力显微镜分析 | 第42-43页 |
| ·扫描电镜分析 | 第43页 |
| ·X-射线光电子能谱分析 | 第43-44页 |
| ·紫外-可见光性能测试 | 第44页 |
| ·亲水性能测试 | 第44-46页 |
| ·电化学性能测试 | 第46-47页 |
| 第3章 TiO_2薄膜的制备与表征 | 第47-71页 |
| ·引言 | 第47页 |
| ·TiO_2薄膜的制备与表征 | 第47-55页 |
| ·TiO_2溶胶的配置 | 第47-48页 |
| ·浸渍-提拉制备TiO_2薄膜 | 第48-50页 |
| ·溶胶合成过程的物理化学变化 | 第50-53页 |
| ·TiO_2溶胶的热分析 | 第53页 |
| ·TiO_2薄膜晶相结构 | 第53-54页 |
| ·TiO_2薄膜表面形貌 | 第54-55页 |
| ·预处理对TiO_2薄膜结构和性能的影响 | 第55-63页 |
| ·实验过程 | 第57页 |
| ·晶相结构 | 第57-58页 |
| ·表面形貌 | 第58-60页 |
| ·光学性能 | 第60-63页 |
| ·择优取向TiO_2薄膜的制备与表征 | 第63-70页 |
| ·实验过程 | 第64页 |
| ·晶相结构 | 第64-65页 |
| ·表面形貌 | 第65页 |
| ·光学性能 | 第65-66页 |
| ·电化学性能 | 第66-70页 |
| ·本章小结 | 第70-71页 |
| 第4章 离子掺杂TiO_2薄膜的制备与表征 | 第71-99页 |
| ·引言 | 第71页 |
| ·不同Ni~(2+)掺杂量TiO_2薄膜的制备与表征 | 第71-76页 |
| ·实验过程 | 第71-72页 |
| ·晶相结构 | 第72-74页 |
| ·光学性能 | 第74-75页 |
| ·亲水性能 | 第75-76页 |
| ·不同金属离子掺杂TiO_2薄膜的制备与表征 | 第76-81页 |
| ·实验过程 | 第76-77页 |
| ·晶体结构 | 第77页 |
| ·表面形貌 | 第77-79页 |
| ·光学性能 | 第79-81页 |
| ·不同非金属掺杂TiO_2薄膜的制备与表征 | 第81-85页 |
| ·实验过程 | 第81页 |
| ·晶体结构 | 第81-83页 |
| ·表面形貌 | 第83-84页 |
| ·光学性能 | 第84-85页 |
| ·不同离子共掺杂TiO_2薄膜的制备与表征 | 第85-97页 |
| ·N-Bi共掺杂TiO_2薄膜 | 第86-90页 |
| ·Ni-Ce共掺杂TiO_2薄膜 | 第90-93页 |
| ·S-Ce共掺杂TiO_2薄膜 | 第93-97页 |
| ·本章小结 | 第97-99页 |
| 第5章 金属氧化物/TiO_2薄膜的制备与表征 | 第99-121页 |
| ·引言 | 第99-100页 |
| ·Y_2O_3/TiO_2薄膜的制备与表征 | 第100-111页 |
| ·实验过程 | 第100-101页 |
| ·晶相结构 | 第101-103页 |
| ·表面形貌 | 第103-105页 |
| ·光学性能 | 第105-106页 |
| ·亲水性能 | 第106-107页 |
| ·电化学性能 | 第107-111页 |
| ·CuO/TiO_2薄膜的制备与表征 | 第111-119页 |
| ·实验过程 | 第112-113页 |
| ·晶相结构 | 第113-115页 |
| ·表面形貌 | 第115-116页 |
| ·光学性能 | 第116-117页 |
| ·电化学性能 | 第117-119页 |
| ·本章小结 | 第119-121页 |
| 第6章 TiO_2基纳米材料的第一性原理计算模拟 | 第121-153页 |
| ·引言 | 第121-122页 |
| ·计算方法 | 第122-128页 |
| ·计算软件 | 第122-123页 |
| ·密度泛函理论与Kohn-Sham方程 | 第123-125页 |
| ·局域密度近似和广义梯度近似 | 第125-126页 |
| ·赝势平面波方法 | 第126-127页 |
| ·平面波基组与超晶胞模型 | 第127-128页 |
| ·TiO_2三种晶型的电子结构与光学性能 | 第128-134页 |
| ·计算方法及结构优化 | 第129-130页 |
| ·能带结构 | 第130-131页 |
| ·态密度 | 第131-132页 |
| ·光学性能 | 第132-134页 |
| ·非金属掺杂TiO_2的电子结构与光学性能 | 第134-141页 |
| ·计算方法及结构优化 | 第135-136页 |
| ·能带结构 | 第136-137页 |
| ·态密度 | 第137-140页 |
| ·光学性能 | 第140-141页 |
| ·金属离子掺杂TiO_2的电子结构与光学性能 | 第141-148页 |
| ·计算方法及结构优化 | 第141-143页 |
| ·能带结构 | 第143-144页 |
| ·态密度 | 第144-147页 |
| ·光学性能 | 第147-148页 |
| ·N和Bi共掺杂TiO_2的电子结构与光学性能 | 第148-152页 |
| ·计算方法及结构优化 | 第148-149页 |
| ·能带结构 | 第149-150页 |
| ·态密度 | 第150-151页 |
| ·光学性能 | 第151-152页 |
| ·本章小结 | 第152-153页 |
| 第7章 结论与展望 | 第153-157页 |
| ·全文结论 | 第153-155页 |
| ·主要创新点 | 第155-156页 |
| ·对下一步工作的展望 | 第156-157页 |
| 参考文献 | 第157-172页 |
| 致谢 | 第172-173页 |
| 攻读博士学位期间的主要业绩 | 第173-174页 |