| 摘要 | 第1-7页 |
| Abstract | 第7-14页 |
| 第1章 二氧化钛材料研究及应用 | 第14-27页 |
| ·二氧化钛在多相催化领域中的研究进展 | 第14-20页 |
| ·二氧化钛载金催化剂的研究进展 | 第15-20页 |
| ·二氧化钛载金催化剂面临的挑战 | 第20页 |
| ·二氧化钛在光催化领域中的研究进展 | 第20-25页 |
| ·二氧化钛光催化原理 | 第21页 |
| ·二氧化钛不同晶型在光催化领域中的应用 | 第21-23页 |
| ·非金属掺杂改性二氧化钛光催化剂研究进展 | 第23-25页 |
| ·二氧化钛光催化剂面临的挑战 | 第25页 |
| ·论文主要研究内容 | 第25-27页 |
| 第2章 理论基础及计算方法 | 第27-38页 |
| ·密度泛函理论基础 | 第27-31页 |
| ·Hohenberg-Kohn定理 | 第28页 |
| ·Kohn-Sham方程 | 第28-29页 |
| ·交换相关泛函 | 第29-31页 |
| ·局域密度近似(Local Density Approximations,LDA) | 第29-30页 |
| ·广义梯度近似(Generalized Gradient Approximations,GGA) | 第30-31页 |
| ·杂化密度泛函 | 第31页 |
| ·周期性超元胞模型和平面波方法 | 第31-35页 |
| ·周期性超元胞模型 | 第31-33页 |
| ·布洛赫定理 | 第33页 |
| ·平面波方法 | 第33页 |
| ·贗势方法 | 第33-35页 |
| ·模守恒贗势 | 第34-35页 |
| ·超软贗势 | 第35页 |
| ·PAW贗势 | 第35页 |
| ·化学活性基础理论 | 第35-36页 |
| ·阿伦尼乌斯公式 | 第35-36页 |
| ·过渡态理论 | 第36页 |
| ·第一性原理计算软件包 | 第36-37页 |
| ·Quantum-ESPRESSO | 第36-37页 |
| ·VASP | 第37页 |
| ·SIESTA | 第37页 |
| ·论文中选取的计算方法 | 第37-38页 |
| 第3章 二氧化钛晶体及表面结构 | 第38-55页 |
| ·二氧化钛三种常见晶体结构 | 第38-40页 |
| ·几种常见的二氧化钛表面结构 | 第40-54页 |
| ·金红石二氧化钛(110)表面 | 第41-45页 |
| ·干净的R(110)表面 | 第41-42页 |
| ·R(110)低指数台阶缺陷结构和性能的实验结果 | 第42-43页 |
| ·R(110)低指数台阶缺陷结构和性能的DFT计算结果 | 第43-45页 |
| ·金红石二氧化钛(011)表面 | 第45-47页 |
| ·锐钛矿二氧化钛(101)表面 | 第47-48页 |
| ·锐钛矿二氧化钛(001)表面 | 第48-49页 |
| ·锐钛矿二氧化钛(010)表面 | 第49-50页 |
| ·锐钛矿二氧化钛(110)表面 | 第50页 |
| ·板钛矿二氧化钛(210)表面 | 第50-52页 |
| ·板钛矿二氧化钛(001)表面 | 第52-53页 |
| ·板钛矿二氧化钛(010)表面 | 第53-54页 |
| ·本章小结 | 第54-55页 |
| 第4章 探针分子在金红石、锐钱矿和板铁矿二氧化铁表面上吸附结构和性能研究 | 第55-69页 |
| ·引言 | 第55页 |
| ·2×1金红石二氧化钛(011)重构表面对水分子的吸附 | 第55-59页 |
| ·实验方法及结果(实验课题组工作) | 第56-57页 |
| ·实验条件 | 第56页 |
| ·STM表征结果 | 第56-57页 |
| ·DFT计算方法及结果 | 第57-59页 |
| ·计算模型及方法 | 第57-58页 |
| ·DFT计算结果及讨论分析 | 第58-59页 |
| ·锐钛矿二氧化铁(101)与板钦矿二氧化铁(210)表面对水分子和甲酸分子的吸附 | 第59-68页 |
| ·计算模型及方法 | 第60-61页 |
| ·A(101)与B(210)表面对水分子的吸附研究 | 第61-63页 |
| ·A(101)与B(210)表面对甲酸分子的吸附研究 | 第63-68页 |
| ·本章小结 | 第68-69页 |
| 第5章 板钛矿和锐钛矿载金催化剂中金团簇吸附性能的对比研究 | 第69-84页 |
| ·引言 | 第69-70页 |
| ·金原子在两个完美晶面上的吸附 | 第70-73页 |
| ·计算模型及方法 | 第70页 |
| ·计算结果及讨论分析 | 第70-73页 |
| ·金团簇Au_n(n=1-8)在有O缺陷的两个表面上的生长和吸附 | 第73-83页 |
| ·计算模型及方法 | 第73-74页 |
| ·计算结果及讨论分析 | 第74-83页 |
| ·本章小结 | 第83-84页 |
| 第6章 板钛矿和锐钛矿载金纳米颗粒催化剂对一氧化碳氧化反应催化性能的研究 | 第84-97页 |
| ·引言 | 第84页 |
| ·计算模型及方法 | 第84-85页 |
| ·计算结果 | 第85-94页 |
| ·Au_(6-8)/brookite上CO分子,O_2分子和O原子的吸附性能研究 | 第85-87页 |
| ·Au_(6-8)/brookite上CO催化氧化性能研究 | 第87-94页 |
| ·讨论分析 | 第94-96页 |
| ·金原子的流动性 | 第94-95页 |
| ·金催化剂的尺寸效应 | 第95-96页 |
| ·本章小结 | 第96-97页 |
| 第7章 硼和氮共掺杂二氧化钛催化剂光催化性能研究 | 第97-110页 |
| ·引言 | 第97页 |
| ·实验过程及结果(实验合作组工作) | 第97-103页 |
| ·制备方法 | 第97-98页 |
| ·X-射线衍射(XRD)表征结果 | 第98-99页 |
| ·紫外可见光吸收光谱表征结果 | 第99-100页 |
| ·X-射线光电子能谱(XPS)表征结果 | 第100-101页 |
| ·催化剂的光催化活性评价 | 第101-103页 |
| ·DFT计算结果与讨论分析 | 第103-108页 |
| ·计算模型及方法 | 第103页 |
| ·B/N-TiO_2一元掺杂光催化剂 | 第103-104页 |
| ·B、N-元共掺杂TiO_2光催化剂 | 第104-108页 |
| ·本章小结 | 第108-110页 |
| 第8章 金红石、锐钛矿和板钛矿二氧化钛混晶材料结构和光催化性能的密度泛函理论研究 | 第110-118页 |
| ·引言 | 第110页 |
| ·计算模型及方法 | 第110-112页 |
| ·混晶材料中各成分板层结构及电子性质研究 | 第112-113页 |
| ·混晶二氧化钛材料 | 第113-116页 |
| ·锐钛矿-板钛矿复合材料 | 第113-115页 |
| ·金红石-板钛矿复合材料 | 第115页 |
| ·锐钛矿-金红石复合材料 | 第115-116页 |
| ·计算结果及讨论分析 | 第116-117页 |
| ·本章小结 | 第117-118页 |
| 结论 | 第118-120页 |
| 参考文献 | 第120-142页 |
| 攻读博士学位期间论文发表情况 | 第142-143页 |
| 致谢 | 第143页 |
