| 摘要 | 第5-7页 |
| Abstract | 第7-9页 |
| 第1章 绪论 | 第13-46页 |
| 1.1 引言 | 第13-15页 |
| 1.2 g-C_3N_4基本结构和性质 | 第15-17页 |
| 1.3 g-C_3N_4制备与合成 | 第17-18页 |
| 1.4 g-C_3N_4在光催化领域中的应用 | 第18-22页 |
| 1.4.1 g-C_3N_4分解水制氢 | 第18-20页 |
| 1.4.2 g-C_3N_4降解有机污染物 | 第20-21页 |
| 1.4.3 g-C_3N_4还原CO_2 | 第21-22页 |
| 1.5 g-C_3N_4光催化剂的改性 | 第22-36页 |
| 1.5.1 非金属离子及金属离子掺杂g-C_3N_4 | 第22-24页 |
| 1.5.2 构筑g-C_3N_4基异质结构 | 第24-28页 |
| 1.5.3 g-C_3N_4担载金属纳米粒子 | 第28-30页 |
| 1.5.4 g-C_3N_4形貌调控 | 第30-36页 |
| 1.6 g-C_3N_4及其改性体系的理论研究 | 第36-43页 |
| 1.6.1 三嗪和庚嗪结构g-C_3N_4的理论研究 | 第36-37页 |
| 1.6.2 掺杂体系g-C_3N_4的理论研究 | 第37-38页 |
| 1.6.3 g-C_3N_4基异质结构的理论研究 | 第38-40页 |
| 1.6.4 g-C_3N_4与小分子相互作用的理论研究 | 第40-43页 |
| 1.7 本论文研究意义和主要内容 | 第43-46页 |
| 第2章 第一性原理计算方法简介 | 第46-53页 |
| 2.1 薛定谔方程 | 第46-47页 |
| 2.2 密度泛函理论 | 第47-49页 |
| 2.2.1 Hohenberg-Kohn定理 | 第47-48页 |
| 2.2.2 Kohn-Sham方程 | 第48-49页 |
| 2.3 交换关联泛函 | 第49-50页 |
| 2.4 杂化泛函 | 第50-51页 |
| 2.5 范德瓦尔斯修正 | 第51-52页 |
| 2.6 本文所用计算程序简介 | 第52-53页 |
| 第3章 体相和单层g-C_3N_4电子结构、迁移率和光催化性质研究 | 第53-65页 |
| 3.1 引言 | 第53-54页 |
| 3.2 计算方法 | 第54-55页 |
| 3.3 结果与讨论 | 第55-63页 |
| 3.3.1 体相和单层g-C_3N_4几何结构优化 | 第55-56页 |
| 3.3.2 体相和单层g-C_3N_4投影能带结构和电子态密度 | 第56-58页 |
| 3.3.3 体相和单层g-C_3N_4光生电子和空穴的有效质量和迁移率 | 第58-61页 |
| 3.3.4 体相和单层g-C_3N_4的价带和导带的绝对带边势 | 第61-62页 |
| 3.3.5 体相和单层g-C_3N_4的光吸收系数 | 第62-63页 |
| 3.4 本章小结 | 第63-65页 |
| 第4章 g-C_3N_4/CdS异质结构光催化性质的第一性原理研究 | 第65-79页 |
| 4.1 引言 | 第65-66页 |
| 4.2 计算方法 | 第66-67页 |
| 4.3 结果和讨论 | 第67-77页 |
| 4.3.1 g-C_3N_4/CdS纳米异质结构的几何结构 | 第67-68页 |
| 4.3.2 g-C_3N_4/CdS纳米异质结构的界面形成能 | 第68-69页 |
| 4.3.3 g-C_3N_4/CdS纳米异质结构的能带结构和电子态密度 | 第69-72页 |
| 4.3.4 g-C_3N_4/CdS纳米异质结构的差分电荷密度和功函数 | 第72-75页 |
| 4.3.5 g-C_3N_4/CdS纳米异质结构的光催化机理 | 第75-77页 |
| 4.4 本章小结 | 第77-79页 |
| 第5章 直接Z型g-C_3N_4/TiO_2异质结构电子结构和光催化性质 | 第79-94页 |
| 5.1 引言 | 第79-80页 |
| 5.2 计算方法 | 第80-82页 |
| 5.3 结果和讨论 | 第82-92页 |
| 5.3.1 g-C_3N_4/TiO_2纳米异质结构的模型构建 | 第82-83页 |
| 5.3.2 g-C_3N_4(001)纳米片和TiO_2(100)表面的表面能和功函数 | 第83-84页 |
| 5.3.3 g-C_3N_4/TiO_2纳米异质结构的稳定性 | 第84-85页 |
| 5.3.4 g-C_3N_4/TiO_2纳米异质结构能带和电子态密度 | 第85-89页 |
| 5.3.5 g-C_3N_4/TiO_2纳米异质结构差分电荷密度分布和巴德电荷分析 | 第89-90页 |
| 5.3.6 g-C_3N_4/TiO_2纳米异质结构能带偏移和直接Z型光催化机制 | 第90-92页 |
| 5.4 本章小结 | 第92-94页 |
| 第6章 单层g-C_3N_4/SnS2异质结构的杂化密度泛函研究 | 第94-110页 |
| 6.1 引言 | 第94-95页 |
| 6.2 计算方法 | 第95-96页 |
| 6.3 结果与讨论 | 第96-109页 |
| 6.3.1 g-C_3N_4/SnS2异质结构模型构建及热稳定性 | 第96-98页 |
| 6.3.2 g-C_3N_4/SnS2异质结构的能带和电子态密度 | 第98-103页 |
| 6.3.3 g-C_3N_4/SnS2异质结构的静电势和光催化性质 | 第103-108页 |
| 6.3.4 g-C_3N_4/SnS2异质结构的光吸收系数 | 第108-109页 |
| 6.4 本章小结 | 第109-110页 |
| 第7章 P掺杂g-C_3N_4对电子结构和光催化性质的影响 | 第110-125页 |
| 7.1 引言 | 第110-111页 |
| 7.2 计算方法 | 第111-112页 |
| 7.3 结果与讨论 | 第112-124页 |
| 7.3.1 三嗪结构石墨相氮化碳的几何结构和电子结构 | 第112-115页 |
| 7.3.2 磷掺杂石墨相氮化碳的形成能 | 第115-117页 |
| 7.3.3 磷掺杂石墨相氮化碳的能带结构和电子态密度 | 第117-121页 |
| 7.3.4 磷掺杂石墨相氮化碳的光催化和光吸收性质 | 第121-124页 |
| 7.4 本章小结 | 第124-125页 |
| 第8章 锯齿结构和扶手椅结构g-C_3N_4纳米管第一性原理计算 | 第125-141页 |
| 8.1 引言 | 第125-126页 |
| 8.2 计算方法与参数 | 第126-127页 |
| 8.3 结果与讨论 | 第127-139页 |
| 8.3.1 g-C_3N_4纳米管模型的构建 | 第127-130页 |
| 8.3.2 g-C_3N_4纳米管的应变能 | 第130-131页 |
| 8.3.3 g-C_3N_4纳米管的能带结构和电子态密度 | 第131-135页 |
| 8.3.4 g-C_3N_4纳米管的功函数 | 第135-137页 |
| 8.3.5 g-C_3N_4纳米管电子和空穴的有效质量 | 第137页 |
| 8.3.6 g-C_3N_4纳米管的光催化性能 | 第137-139页 |
| 8.4 本章小结 | 第139-141页 |
| 第9章 结论与展望 | 第141-145页 |
| 9.1 结论 | 第141-144页 |
| 9.2 展望 | 第144-145页 |
| 致谢 | 第145-146页 |
| 参考文献 | 第146-164页 |
| 博士期间已发表和待发表的研究论文 | 第164-165页 |
