| 摘要 | 第3-5页 |
| Abstract | 第5-7页 |
| 第一章 绪论 | 第12-27页 |
| 1.1 研究背景 | 第12-13页 |
| 1.2 TiO_2半导体纳米材料 | 第13-16页 |
| 1.2.1 TiO_2的物理化学性质 | 第13页 |
| 1.2.2 TiO_2的晶体结构 | 第13-15页 |
| 1.2.3 TiO_2的电子结构 | 第15-16页 |
| 1.2.4 TiO_2光催化剂的应用 | 第16页 |
| 1.2.5 TiO_2在太阳能电池中的应用 | 第16页 |
| 1.3 TiO_2纳米材料的光催化 | 第16-23页 |
| 1.3.1 TiO_2光催化纳米材料的合成方法 | 第16-18页 |
| 1.3.2 TiO_2纳米材料的光催化反应机理 | 第18-20页 |
| 1.3.3 提高TiO_2纳米材料光催化活性的途径 | 第20页 |
| 1.3.4 TiO_2光催化纳米材料的掺杂改性 | 第20-23页 |
| 1.4 TiO_2纳米光伏材料 | 第23-25页 |
| 1.4.1 太阳能电池 | 第23页 |
| 1.4.2 TiO_2-DSSCs的基本结构与工作原理 | 第23-24页 |
| 1.4.3 提高TiO_2-DSSCs光电转换效率的方法 | 第24-25页 |
| 1.5 本文的选题意义和研究方案及内容 | 第25-27页 |
| 第二章 计算理论基础与实验设计 | 第27-44页 |
| 2.1 密度泛函理论 | 第27-35页 |
| 2.1.1 Born-Oppenheimer近似与Hartree-Fock近似 | 第27-31页 |
| 2.1.2 Hohenberg-Kohn定理 | 第31-32页 |
| 2.1.3 Kohn-Sham方程 | 第32-33页 |
| 2.1.4 交换关联能量泛函 | 第33-35页 |
| 2.1.5 LDA(GGA)+U方法 | 第35页 |
| 2.2 平面波与赝势方法 | 第35-36页 |
| 2.2.1 平面波方法 | 第35-36页 |
| 2.2.2 赝势方法 | 第36页 |
| 2.3 固体的带间跃迁及光学性质 | 第36-39页 |
| 2.3.1 带间跃迁 | 第36-37页 |
| 2.3.2 光学性质 | 第37-39页 |
| 2.4 计算程序包简介 | 第39-40页 |
| 2.5 试剂与仪器 | 第40-41页 |
| 2.6 实验过程 | 第41-43页 |
| 2.6.1 掺杂TiO_2纳米光催化剂的制备 | 第41-42页 |
| 2.6.2 光催化性能评估实验 | 第42-43页 |
| 2.7 材料的测试与表征 | 第43-44页 |
| 2.7.1 晶体结构表征 | 第43页 |
| 2.7.2 比表面测试 | 第43页 |
| 2.7.3 形貌分析 | 第43页 |
| 2.7.4 吸收光谱测试 | 第43-44页 |
| 第三章 金属Ni掺杂TiO_2的光催化活性 | 第44-53页 |
| 3.1 引言 | 第44页 |
| 3.2 计算模型与方法 | 第44-46页 |
| 3.3 结果与讨论 | 第46-51页 |
| 3.3.1 缺陷形成能 | 第46-47页 |
| 3.3.2 电子结构 | 第47-51页 |
| 3.4 小结 | 第51-53页 |
| 第四章 金属与非金属共掺杂TiO_2的光催化活性 | 第53-78页 |
| 4.1 Eu/Si共掺杂锐钛矿TiO_2体系 | 第53-64页 |
| 4.1.1 引言 | 第53页 |
| 4.1.2 计算方法与实验部分 | 第53-56页 |
| 4.1.3 结果与讨论 | 第56-63页 |
| 4.1.4 小结 | 第63-64页 |
| 4.2 (Si,Fe)共掺杂锐钛矿和金红石TiO_2体系 | 第64-78页 |
| 4.2.1 引言 | 第64-65页 |
| 4.2.2 计算方法与实验部分 | 第65-68页 |
| 4.2.3 结果与讨论 | 第68-76页 |
| 4.2.3.1 结构优化与缺陷形成能 | 第68-69页 |
| 4.2.3.2 电子结构 | 第69-72页 |
| 4.2.3.3 光学性质 | 第72-74页 |
| 4.2.3.4 样品的表征 | 第74-75页 |
| 4.2.3.5 光催化活性的测试与评估 | 第75-76页 |
| 4.2.4 小结 | 第76-78页 |
| 第五章 非金属C/B共掺杂TiO_2的光催化活性 | 第78-94页 |
| 5.1 引言 | 第78-79页 |
| 5.2 计算模型与方法 | 第79-81页 |
| 5.3 结果与讨论 | 第81-93页 |
| 5.3.1 C/B掺杂锐钛矿和金红石TiO_2的结构模型 | 第81-83页 |
| 5.3.2 缺陷形成能 | 第83-85页 |
| 5.3.3 电子结构 | 第85-90页 |
| 5.3.4 光学性质 | 第90-91页 |
| 5.3.5 杂质含量对电子和光学性质的影响 | 第91-93页 |
| 5.4 小结 | 第93-94页 |
| 第六章 TiO_2表面吸附苯甲酸分子的光伏特性 | 第94-107页 |
| 6.1 引言 | 第94-95页 |
| 6.2 计算模型与方法 | 第95-96页 |
| 6.3 结果与讨论 | 第96-105页 |
| 6.3.1 BA分子在TiO_2(101)和(110)表面的吸附 | 第96-99页 |
| 6.3.2 BA分子的几何结构和振动性质 | 第99-101页 |
| 6.3.3 BA分子吸附于TiO_2表面的电子结构 | 第101-103页 |
| 6.3.4 BA分子敏化TiO_2光阳极的光学性质 | 第103-105页 |
| 6.4 小结 | 第105-107页 |
| 第七章 总结与展望 | 第107-109页 |
| 7.1 主要结论 | 第107-108页 |
| 7.2 工作展望 | 第108-109页 |
| 参考文献 | 第109-129页 |
| 攻读博士学位期间取得的研究成果 | 第129-131页 |
| 致谢 | 第131-133页 |
| 作者简介 | 第133页 |
