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基于半导体能带工程的高效可见光催化剂的结构设计及性能研究

目录第1-9页
CONTENTS第9-13页
摘要第13-17页
ABSTRACT第17-22页
第一章 绪论第22-45页
 §1.1 半导体光催化技术第22-25页
  §1.1.1 半导体光催化的基本原理第22-23页
  §1.1.2 半导体光催化材料的发展历史第23-24页
  §1.1.3 挑战与机遇第24-25页
 §1.2 半导体能带工程第25-28页
  §1.2.1 带隙图形工程:掺杂改性第25-27页
  §1.2.2 能带结构工程:构筑异质结第27-28页
 §1.3 本论文的选题思想和研究内容第28-32页
  §1.3.1 本论文的选题思想第28-29页
  §1.3.2 本论文的核心思想和研究路线第29-30页
  §1.3.3 本论文的研究内容简介第30-32页
 参考文献第32-45页
第二章 基本理论方法及其应用第45-60页
 §2.1 材料理论模拟的研究意义第45-46页
 §2.2 密度泛函理论基础第46-55页
  §2.2.1 Kohn-Sham方程第49-51页
  §2.2.2 局域密度近似第51-52页
  §2.2.3 广义梯度近似第52-54页
  §2.2.4 自洽场计算第54-55页
 §2.3 CASTEP软件简介第55-58页
 §2.4 本章小结第58-59页
 参考文献第59-60页
上篇 基于带隙图形工程对宽禁带半导体能带调控的理论研究第60-119页
 第三章 (C,N,F)两两共掺杂改善ZnWO_4可见光活性的理论研究:施主-受主对间的电荷补偿机制第61-79页
  §3.1 引言第61-63页
  §3.2 计算细节第63-64页
  §3.3 结果与讨论第64-74页
   §3.3.1 C-掺杂、N-掺杂及F-掺杂ZnWO_4体系第64-69页
   §3.3.2 (C,F)-共掺杂、(C,N)-共掺杂和(N,F)-共掺杂ZnWO_4体系第69-74页
  §3.4 本章小结第74-75页
  参考文献第75-79页
 第四章 (N,F)共掺杂改善ZnWO_4(010)表面光活性的理论研究:共掺杂形式与电荷补偿机制间的构效关系第79-99页
  §4.1 引言第79-80页
  §4.2 计算细节第80-82页
  §4.3 结果与讨论第82-93页
   §4.3.1 N单一掺杂和F单一掺杂ZnWO_4(010)表面第82-87页
   §4.3.2 (N,F)-共掺杂ZnWO_4(010)表面第87-93页
  §4.4 本章小结第93-94页
  参考文献第94-99页
 第五章 (La,N)共掺杂改善锐钛矿相TiO_2(101)表面可见光催化活性的理论研究:金属-非金属共掺杂的协同效应第99-119页
  §5.1 引言第99-101页
  §5.2 计算细节第101-102页
  §5.3 结果与讨论第102-113页
   §5.3.1 La单一掺杂锐钛矿相TiO_2(101)表面第102-106页
   §5.3.2 锐钛矿相TiLa_xO_(2-y)N_y和TiLa_xO_(2-y-x)N_y(101)表面第106-109页
   §5.3.3 锐钛矿相Ti_(1-x)La_xO_(2-y)N_y和Ti_(1-x)La_xO_(2-y-z)N_y(101)表面第109-113页
  §5.4 本章小结第113-115页
  参考文献第115-119页
下篇 基于能带结构工程构筑高效异质结可见光催化材料的实验及理论研究第119-200页
 第六章 构筑g-C_3N_4/ZnWO_4异质结增强可见光催化活性的理论与实验研究:基于晶格匹配与能带匹配第120-144页
  §6.1 引言第120-121页
  §6.2 实验部分第121-123页
   §6.2.1 合成g-C_3N_4/ZnWO_4异质结光催化材料第121-122页
   §6.2.2 测试表征仪器第122页
   §6.2.3 光催化测试第122页
   §6.2.4 计算参数第122-123页
  §6.3 结果与讨论第123-138页
   §6.3.1 g-C_3N_4/ZnWO_4异质结的性质第123-127页
   §6.3.2 异质结相互作用机制的密度泛函理论计算第127-130页
   §6.3.3 异质结的光催化活性第130-132页
   §6.3.4 增强异质结可见光催化活性的机制第132-135页
   §6.3.5 异质结的可见光吸收及电荷迁移机制第135-138页
  §6.4 本章小结第138-139页
  参考文献第139-144页
 第七章 构筑g-C_3N_4/Zn_2GeO_4异质结增强可见光催化活性的理论与实验研究:通过表面电荷调控提高有效界面比率第144-172页
  §7.1 引言第144-146页
  §7.2 实验部分第146-148页
   §7.2.1 g-C_3N_4的合成第146页
   §7.2.2 Zn_2GeO_4纳米棒的合成第146页
   §7.2.3 g-C_3N_4/Zn_2GeO_4异质结的合成第146-147页
   §7.2.4 测试表征仪器第147页
   §7.2.5 光催化测试第147页
   §7.2.6 光电流测试第147页
   §7.2.7 计算参数第147-148页
  §7.3 结果与讨论第148-165页
   §7.3.1 g-C_3N_4/Zn_2GeO_4异质结的性质及光催化活性第148-156页
   §7.3.2 g-C_3N_4/Zn_2GeO_4异质结可见光催化活性增强的机制第156-159页
   §7.3.3 g-C_3N_4/Zn_2GeO_4异质结的相互作用及电荷迁移机制第159-165页
  §7.4 本章小结第165-166页
  参考文献第166-172页
 第八章 构筑BiOI/BiOCl异质结增强可见光催化活性的理论与实验研究:优化光生电子迁移路径第172-196页
  §8.1 引言第172-174页
  §8.2 实验部分第174-176页
   §8.2.1 光催化剂的制备第174页
   §8.2.2 测试表征仪器第174页
   §8.2.3 光催化测试第174-175页
   §8.2.4 光电流测试第175页
   §8.2.5 计算参数第175-176页
  §8.3 结果与讨论第176-190页
   §8.3.1 BiOI_((001))/BiOCl_((001))和BiOI_((001))/BiOCl_((010))异质结的结构第176-179页
   §8.3.2 BiOI_((001))/BiOCl_((001))和BiOI_((001))/BiOCl_((010))异质结的光催化活性第179-182页
   §8.3.3 BiOI_((001))/BiOCl_((001))和BiOI_((001))/BiOCl_((010))异质结的可见光光催化活性增强的机制第182-190页
  §8.4 本章小结第190-192页
  参考文献第192-196页
 第九章 总结与展望第196-200页
  §9.1 本论文的主要结论第196-198页
  §9.2 本论文的主要创新点第198页
  §9.3 展望第198-200页
致谢第200-202页
攻读博士学位期间发表的论文和参与的科研项目第202-204页
附录第204-224页
学位论文评阅及答辩情况表第224页

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