| 摘要 | 第5-7页 |
| Abstract | 第7-8页 |
| 目录 | 第9-12页 |
| 1 前言 | 第12-22页 |
| 1.1 二氧化钛概述 | 第12-15页 |
| 1.1.1 二氧化钛的晶体结构 | 第13-14页 |
| 1.1.2 二氧化钛性能及应用 | 第14-15页 |
| 1.2 二氧化钛的光催化机理 | 第15-16页 |
| 1.3 二氧化钛掺杂改性的研究 | 第16-18页 |
| 1.3.1 金属离子掺杂 | 第16-17页 |
| 1.3.2 非金属离子掺杂 | 第17-18页 |
| 1.3.3 金属-非金属离子共掺杂 | 第18页 |
| 1.4 二氧化钛生物效应 | 第18-20页 |
| 1.4.1 氨基酸 | 第19-20页 |
| 1.4.2 氨基酸在二氧化钛表面的吸附研究 | 第20页 |
| 1.5 计算机模拟在材料研究中的应用 | 第20-21页 |
| 1.6 论文选题及主要研究内容 | 第21-22页 |
| 2 理论基础与计算方法 | 第22-28页 |
| 2.1 密度泛函理论 | 第22-26页 |
| 2.1.1 Thomas-Fermi 模型 | 第23-24页 |
| 2.1.2 Hohenberg-Kohn 定理 | 第24页 |
| 2.1.3 Kohn-Sham 方程 | 第24-25页 |
| 2.1.4 交换关联能泛函 | 第25-26页 |
| 2.2 密度泛函紧束缚理论(SCC-DFTB) | 第26页 |
| 2.3 本论文采用的计算软件 | 第26-28页 |
| 2.3.1 CASTEP 简介 | 第26-27页 |
| 2.3.2 SCC-DFTB+简介 | 第27-28页 |
| 3 N 和过渡金属(V、Cr、Mn、Fe、Co)单掺杂锐钛矿型 TiO_2 | 第28-44页 |
| 3.1 纯锐钛矿型 TiO_2 | 第28-31页 |
| 3.1.1 纯锐钛矿型 TiO_2的计算模型和几何优化 | 第28-29页 |
| 3.1.2 纯锐钛矿型 TiO_2的能带 | 第29-30页 |
| 3.1.3 纯锐钛矿型 TiO_2的态密度 | 第30-31页 |
| 3.2 N 单掺杂锐钛矿型 TiO_2 | 第31-34页 |
| 3.2.1 N 取代掺杂锐钛矿型 TiO_2的模型和几何优化 | 第31-32页 |
| 3.2.2 N 取代掺杂锐钛矿型 TiO_2的能带和态密度 | 第32-34页 |
| 3.3 过渡金属 V、Cr、Mn、Fe、Co 单掺杂锐钛矿型 TiO_2 | 第34-43页 |
| 3.3.1 单掺杂模型和几何优化 | 第34-35页 |
| 3.3.2 V 取代掺杂锐钛矿型 TiO_2的能带和态密度 | 第35-36页 |
| 3.3.3 Cr 取代掺杂锐钛矿型 TiO_2的能带和态密度 | 第36-37页 |
| 3.3.4 Mn 取代掺杂锐钛矿型 TiO_2的能带和态密度 | 第37-38页 |
| 3.3.5 Fe 取代掺杂锐钛矿型 TiO_2的能带和态密度 | 第38-40页 |
| 3.3.6 Co 取代掺杂锐钛矿型 TiO_2的能带和态密度 | 第40-41页 |
| 3.3.7 过渡金属单掺杂结果比较 | 第41-43页 |
| 3.4 本章小结 | 第43-44页 |
| 4 N-X(V、Cr、Mn、Fe、Co)共掺杂锐钛矿型 TiO_2 | 第44-57页 |
| 4.1 N-X(V、Cr、Mn、Fe、Co)共掺杂锐钛矿 TiO_2的模型和几何优化 | 第44-45页 |
| 4.2 N-V 共掺杂锐钛矿型 TiO_2的能带和态密度 | 第45-47页 |
| 4.3 N-Cr 共掺杂锐钛矿型 TiO_2的能带和态密度 | 第47-49页 |
| 4.4 N-Mn 共掺杂锐钛矿型 TiO_2的能带和态密度 | 第49-50页 |
| 4.5 N-Fe 共掺杂锐钛矿型 TiO_2的能带和态密度 | 第50-52页 |
| 4.6 N-Co 共掺杂锐钛矿型 TiO_2的能带和态密度 | 第52-53页 |
| 4.7 N 与过渡金属共掺杂结果比较 | 第53-56页 |
| 4.8 本章小结 | 第56-57页 |
| 5 氨基酸在锐钛矿(101)表面吸附的理论研究 | 第57-75页 |
| 5.1 锐钛矿(101)表面和氨基酸模型 | 第57-59页 |
| 5.3 丝氨酸(Ser)、苏氨酸(Thr)在锐钛矿(101)表面的吸附 | 第59-64页 |
| 5.3.1 吸附构型 | 第59-61页 |
| 5.3.2 吸附能 | 第61-62页 |
| 5.3.3 电荷分析 | 第62-64页 |
| 5.4 天门冬氨酸(Asp)、谷氨酸(Glu)在锐钛矿(101)表面的吸附 | 第64-74页 |
| 5.4.1 吸附构型 | 第64-69页 |
| 5.4.2 吸附能 | 第69-70页 |
| 5.4.3 电荷分析 | 第70-74页 |
| 5.5 本章小结 | 第74-75页 |
| 6 总结与展望 | 第75-78页 |
| 6.1 总结 | 第75-76页 |
| 6.2 展望 | 第76-78页 |
| 参考文献 | 第78-86页 |
| 致谢 | 第86-87页 |
| 个人简历 | 第87页 |
| 攻读硕士期间发表的学术论文 | 第87-88页 |
