| 摘要 | 第4-6页 |
| ABSTRACT | 第6-8页 |
| 第一章 绪论 | 第13-27页 |
| 1.1 研究背景及意义 | 第13-15页 |
| 1.1.1 研究背景 | 第13-14页 |
| 1.1.2 研究意义 | 第14-15页 |
| 1.2 国内外研究现状分析 | 第15-18页 |
| 1.2.1 稀土掺杂纳米TiO_2研究现状 | 第15-16页 |
| 1.2.2 TiO_2掺杂改性分子模拟研究 | 第16-17页 |
| 1.2.3 光催化技术在汽车尾气净化上的应用 | 第17-18页 |
| 1.3 TiO_2光催化剂结构及催化机理 | 第18-21页 |
| 1.3.1 TiO_2光催化材料 | 第18-19页 |
| 1.3.2 TiO_2光催化反应原理 | 第19-21页 |
| 1.4 TiO_2的制备与改性 | 第21-24页 |
| 1.4.1 TiO_2的改性方式 | 第21-23页 |
| 1.4.2 TiO_2的制备方法 | 第23-24页 |
| 1.5 技术路线及研究内容 | 第24-27页 |
| 1.5.1 主要研究内容 | 第24-25页 |
| 1.5.2 技术路线 | 第25-27页 |
| 第二章 密度泛函理论及Castep软件 | 第27-37页 |
| 2.1 第一性原理 | 第27-29页 |
| 2.2 密度泛函理论 | 第29-33页 |
| 2.2.1 Hohenberg-Kohn定理 | 第29-30页 |
| 2.2.2 Kohn-Sham方程 | 第30-31页 |
| 2.2.3 交换关联函数 | 第31-33页 |
| 2.3 基于Materials Studio软件的CASTEP模块介绍 | 第33-37页 |
| 2.3.1 CASTEP功能简介 | 第33-34页 |
| 2.3.2 能带理论 | 第34页 |
| 2.3.3 CASTEP模拟方法 | 第34-37页 |
| 第三章 单掺杂锐钛矿相TiO_2电子结构第一性原理计算研究 | 第37-57页 |
| 3.1 计算模型 | 第37-38页 |
| 3.2 计算方法及参数设定 | 第38-41页 |
| 3.2.1 交换关联函数 | 第38-39页 |
| 3.2.2 截断能Ecut | 第39-40页 |
| 3.2.3 模型精度及有效性验证 | 第40-41页 |
| 3.3 锐钛矿相TiO_2电子结构 | 第41-44页 |
| 3.3.1 电荷分布 | 第41-42页 |
| 3.3.2 能带结构 | 第42-43页 |
| 3.3.3 电子态密度 | 第43-44页 |
| 3.4 稀土掺杂TiO_2结构稳定性 | 第44-45页 |
| 3.4.1 几何结构 | 第44页 |
| 3.4.2 掺杂形成能 | 第44-45页 |
| 3.5 La掺杂锐钛矿相TiO_2电子结构 | 第45-48页 |
| 3.5.1 电荷分布 | 第45-46页 |
| 3.5.2 能带结构 | 第46-47页 |
| 3.5.3 电子态密度 | 第47-48页 |
| 3.6 Ce掺杂锐钛矿相TiO_2电子结构 | 第48-51页 |
| 3.6.1 电荷分布 | 第48-49页 |
| 3.6.2 能带结构 | 第49-50页 |
| 3.6.3 电子态密度 | 第50-51页 |
| 3.7 Sm掺杂锐钛矿相TiO_2电子结构 | 第51-54页 |
| 3.7.1 电荷分布 | 第51-52页 |
| 3.7.2 能带结构 | 第52-53页 |
| 3.7.3 电子态密度 | 第53-54页 |
| 3.8 本章小结 | 第54-57页 |
| 第四章 稀土掺杂纳米TiO_2光催化剂制备 | 第57-69页 |
| 4.1 试验原材料及试剂 | 第57-58页 |
| 4.2 自研制光降解装置及其他仪器设备 | 第58-62页 |
| 4.2.1 光降解装置的设计与制造 | 第58-61页 |
| 4.2.2 其他仪器设备 | 第61-62页 |
| 4.3 光催化降解性能评价 | 第62-64页 |
| 4.3.1 NO检测方法 | 第62-63页 |
| 4.3.2 测试步骤 | 第63-64页 |
| 4.4 掺杂改性方式对纳米TiO_2物相结构及光催化活性影响研究 | 第64-66页 |
| 4.4.1 掺杂纳米TiO_2制备方式 | 第64页 |
| 4.4.2 改性方式对催化剂物相结构及光催化活性的影响 | 第64-66页 |
| 4.5 溶胶凝胶法制备条件优化 | 第66-68页 |
| 4.5.1 滴加速度对TiO_2溶胶状态的影响 | 第66-67页 |
| 4.5.2 水浴温度对TiO_2溶胶状态及陈化时间的影响 | 第67-68页 |
| 4.5.3 溶胶凝胶法优化工艺 | 第68页 |
| 4.6 本章小结 | 第68-69页 |
| 第五章 稀土镧改性TiO_2催化剂制备及其光降解NO性能研究 | 第69-87页 |
| 5.1 试验部分 | 第69-70页 |
| 5.1.1 稀土La改性TiO_2试验方案 | 第69页 |
| 5.1.2 材料表征 | 第69-70页 |
| 5.1.3 稀土La改性TiO_2光催化活性测试 | 第70页 |
| 5.2 材料表征 | 第70-71页 |
| 5.2.1 综合热分析(TG-DSC) | 第70页 |
| 5.2.2 X射线衍射(XRD) | 第70页 |
| 5.2.3 扫描电子显微镜(SEM) | 第70-71页 |
| 5.2.4 紫外可见漫反射吸收光谱(DRS) | 第71页 |
| 5.2.5 X射线光电子能谱(XPS) | 第71页 |
| 5.3 微观结构表征结果分析 | 第71-79页 |
| 5.3.1 TG-DSC热反应分析 | 第71-73页 |
| 5.3.2 X射线衍射物相结构分析 | 第73-76页 |
| 5.3.3 SEM表面形貌分析 | 第76-77页 |
| 5.3.4 X射线光电子能谱分析 | 第77-79页 |
| 5.3.5 紫外可见漫反射吸光谱 | 第79页 |
| 5.4 制备工艺对光催化活性的影响 | 第79-82页 |
| 5.4.1 掺量对改性催化剂光催化活性的影响 | 第80-81页 |
| 5.4.2 热处理温度对改性催化剂活性的影响 | 第81-82页 |
| 5.4.3 热处理恒温时间对改性催化剂活性的影响 | 第82页 |
| 5.5 La掺杂TiO_2制备工艺正交设计 | 第82-84页 |
| 5.6 环境因素对La-TiO_2光催化活性的影响 | 第84-85页 |
| 5.6.1 光源种类的影响 | 第84页 |
| 5.6.2 NO气体浓度的影响 | 第84-85页 |
| 5.7 本章小结 | 第85-87页 |
| 第六章 稀土钐改性TiO_2催化剂制备及其光降解NO性能研究 | 第87-101页 |
| 6.1 实验部分 | 第87-88页 |
| 6.1.1 稀土Sm改性TiO_2试验方案 | 第87页 |
| 6.1.2 材料表征 | 第87-88页 |
| 6.1.3 稀土Sm改性TiO_2光催化性能测试 | 第88页 |
| 6.2 微观结构表征结果分析 | 第88-95页 |
| 6.2.1 TG-DSC热反应分析 | 第88-89页 |
| 6.2.2 X射线衍射物相结构分析 | 第89-92页 |
| 6.2.3 SEM表面形貌分析 | 第92-93页 |
| 6.2.4 X射线光电子能谱分析 | 第93-94页 |
| 6.2.5 紫外可见漫反射吸光谱 | 第94-95页 |
| 6.3 制备工艺对改性光催化剂活性影响 | 第95-97页 |
| 6.3.1 掺量对Sm-TiO_2光催化活性的影响 | 第95-96页 |
| 6.3.2 热处理温度对Sm-TiO_2活性的影响 | 第96-97页 |
| 6.3.3 热处理时间对Sm-TiO_2活性的影响 | 第97页 |
| 6.4 Sm掺杂TiO_2制备工艺正交设计 | 第97-98页 |
| 6.5 环境因素对Sm-TiO_2光催化活性的影响 | 第98-100页 |
| 6.5.1 光源种类的影响 | 第98-99页 |
| 6.5.2 NO气体浓度的影响 | 第99-100页 |
| 6.6 本章小结 | 第100-101页 |
| 第七章 总结与展望 | 第101-105页 |
| 7.1 主要结论 | 第101-103页 |
| 7.2 展望 | 第103-105页 |
| 致谢 | 第105-107页 |
| 参考文献 | 第107-113页 |
| 在校期间发表的论著及取得的科研成果 | 第113页 |
