| 摘要 | 第4-7页 |
| ABSTRACT | 第7-10页 |
| 第一章 绪论 | 第15-43页 |
| 1.1 引言 | 第15-17页 |
| 1.2 半导体光催化的定义及原理 | 第17-20页 |
| 1.2.1 光催化的定义 | 第17页 |
| 1.2.2 半导体光催化的产生 | 第17-18页 |
| 1.2.3 半导体光催化的基本原理 | 第18-20页 |
| 1.3 改性TiO_2光催化剂的研究进展 | 第20-33页 |
| 1.3.1 金属离子的掺杂 | 第21-25页 |
| 1.3.2 金属离子掺杂改性TiO_2的密度泛函理论计算 | 第25-28页 |
| 1.3.3 金属掺杂TiO_2可见光催化小结 | 第28-29页 |
| 1.3.4 非金属元素掺杂 | 第29-32页 |
| 1.3.5 TiO_2的晶面调控 | 第32-33页 |
| 1.4 缺陷型TiO_2 | 第33-36页 |
| 1.4.1 Ti~(3+)自掺杂TiO_2 | 第33-34页 |
| 1.4.2 含有氧空位的缺陷型TiO_2 | 第34-35页 |
| 1.4.3 含有氧空位TiO_2的合成方法 | 第35-36页 |
| 1.5 本课题的选题目的和意义 | 第36-41页 |
| 1.6 本课题主要研究内容 | 第41-42页 |
| 1.7 本课题的主要创新点 | 第42-43页 |
| 第二章 Fe掺杂TiO_2中氧空位和Fe元素之间的协同作用机制研究 | 第43-67页 |
| 2.1 前言 | 第43-45页 |
| 2.2 实验部分 | 第45-48页 |
| 2.2.1 化学试剂与仪器 | 第45页 |
| 2.2.2 纳米管钛酸的制备 | 第45-46页 |
| 2.2.3 Fe掺杂TiO_2的制备 | 第46页 |
| 2.2.4 催化剂的表征 | 第46页 |
| 2.2.5 样品的可见光催化活性评价 | 第46-47页 |
| 2.2.6 理论计算方法与模型 | 第47-48页 |
| 2.3 结果与讨论 | 第48-65页 |
| 2.3.1 Fe掺杂TiO_2的晶体结构分析 | 第48-50页 |
| 2.3.2 Fe掺杂TiO_2的形貌分析 | 第50-52页 |
| 2.3.3 催化剂的电子顺磁共振(ESR)研究 | 第52-54页 |
| 2.3.4 Fe掺杂样品的光学吸收性能 | 第54-55页 |
| 2.3.5 XPS分析 | 第55-56页 |
| 2.3.6 Fe掺杂样品的光催化活性 | 第56-59页 |
| 2.3.7 密度泛函理论及能带结构计算 | 第59-62页 |
| 2.3.8 光催化反应机理 | 第62-65页 |
| 2.4 本章小结 | 第65-67页 |
| 第三章 Cr掺杂TiO_2光催化剂的制备及其可见光催化性能研究 | 第67-87页 |
| 3.1 引言 | 第67-69页 |
| 3.2 实验部分 | 第69-71页 |
| 3.2.1 化学试剂与仪器 | 第69页 |
| 3.2.2 纳米管钛酸的制备 | 第69-70页 |
| 3.2.3 Cr掺杂TiO_2的制备 | 第70页 |
| 3.2.4 催化剂的表征 | 第70-71页 |
| 3.2.5 样品的可见光催化活性评价 | 第71页 |
| 3.2.6 理论计算方法与模型 | 第71页 |
| 3.3 结果与讨论 | 第71-86页 |
| 3.3.1 催化剂的晶体结构分析 | 第71-73页 |
| 3.3.2 催化剂的光学性能研究 | 第73-76页 |
| 3.3.3 催化剂的表面化学组成分析 | 第76-77页 |
| 3.3.4 催化剂的比表面积分析 | 第77-78页 |
| 3.3.5 催化剂的电子顺磁共振(ESR)研究 | 第78-80页 |
| 3.3.6 催化剂的形貌分析 | 第80页 |
| 3.3.7 催化剂的光催化性能评价 | 第80-83页 |
| 3.3.8 催化剂的能带结构和态密度分析 | 第83-84页 |
| 3.3.9 可能的光催化作用机理 | 第84-86页 |
| 3.4 本章小结 | 第86-87页 |
| 第四章 Fe(III)嫁接的V_0·-TiO_2的制备及其性能表征 | 第87-103页 |
| 4.1 引言 | 第87-88页 |
| 4.2 实验部分 | 第88-91页 |
| 4.2.1 化学试剂与仪器 | 第88-89页 |
| 4.2.2 纳米管钛酸的制备 | 第89页 |
| 4.2.3 Vo·-TiO_2的制备 | 第89页 |
| 4.2.4 Fe(III)-Vo·-TiO_2的制备 | 第89-90页 |
| 4.2.5 催化剂的表征 | 第90页 |
| 4.2.6 样品的可见光催化活性评价 | 第90-91页 |
| 4.2.7 理论计算方法与模型 | 第91页 |
| 4.3 结果与讨论 | 第91-102页 |
| 4.3.1 催化剂的结构表征 | 第91-92页 |
| 4.3.2 紫外-可见漫反射光谱 | 第92-94页 |
| 4.3.3 ESR与XPS分析 | 第94-95页 |
| 4.3.4 催化剂的形貌分析 | 第95-96页 |
| 4.3.5 比表面和孔径分布分析 | 第96-98页 |
| 4.3.6 催化剂的光催化活性评价 | 第98-99页 |
| 4.3.7 理论计算及Fe(III)-V_0·-TiO_2的光催化机理 | 第99-102页 |
| 4.4 本章小结 | 第102-103页 |
| 第五章 Fe(III)嫁接的Fe、V、Cr掺杂的TiO_2的制备及其性能表征 | 第103-121页 |
| 5.1 前言 | 第103-104页 |
| 5.2 实验部分 | 第104-107页 |
| 5.2.1 化学试剂与仪器 | 第104页 |
| 5.2.2 纳米管钛酸的制备 | 第104-105页 |
| 5.2.3 Fe、Cr、V掺杂TiO_2的制备 | 第105页 |
| 5.2.4 Fe(III)嫁接的Fe、Cr、V掺杂TiO_2的制备 | 第105-106页 |
| 5.2.5 催化剂的表征 | 第106页 |
| 5.2.6 样品的可见光催化活性评价 | 第106-107页 |
| 5.3 结果与讨论 | 第107-118页 |
| 5.3.1 催化剂的晶体结构分析 | 第107页 |
| 5.3.2 催化剂的光学性能分析 | 第107-109页 |
| 5.3.3 催化剂的ESR分析 | 第109-112页 |
| 5.3.3.1 0.1wt%Fe(III)-0.5%Fe-NTA(400)的ESR分析 | 第109-110页 |
| 5.3.3.2 0.1wt%Fe(III)-0.1%Cr-NTA(400)的ESR分析 | 第110-111页 |
| 5.3.3.3 0.1wt%Fe(III)-1%V-NTA(500)的ESR分析 | 第111-112页 |
| 5.3.4 催化剂的比表面积分析 | 第112-113页 |
| 5.3.5 催化剂的表面组成分析 | 第113-114页 |
| 5.3.6 催化剂的光催化活性评价 | 第114-115页 |
| 5.3.7 催化剂的光催化机理的分析 | 第115-118页 |
| 5.4 本章小结 | 第118-121页 |
| 第六章 结论和展望 | 第121-125页 |
| 6.1 结论 | 第121-122页 |
| 6.2 展望 | 第122-125页 |
| 参考文献 | 第125-143页 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文目录 | 第143-145页 |
| 致谢 | 第145页 |
