| 摘要 | 第1-6页 |
| Abstract | 第6-12页 |
| 第一章 绪论 | 第12-38页 |
| ·引言 | 第12-13页 |
| ·半导体光催化原理 | 第13-14页 |
| ·TiO_2 半导体的用途 | 第14-17页 |
| ·光催化技术在能源中的应用 | 第14-15页 |
| ·光催化技术在环保领域的应用 | 第15-17页 |
| ·TiO_2 的掺杂改性研究 | 第17-21页 |
| ·表面光敏化 | 第17页 |
| ·金属离子掺杂 | 第17-18页 |
| ·非金属离子掺杂 | 第18-21页 |
| ·阴阳离子共掺杂 | 第21页 |
| ·N 掺杂TiO_2 的研究进展 | 第21-24页 |
| ·N 掺杂TiO_2 的制备 | 第22页 |
| ·N掺杂TiO_2 研究中的争议 | 第22-24页 |
| ·论文选题意义及主要内容 | 第24-27页 |
| 参考文献 | 第27-38页 |
| 第二章 第一性原理计算 | 第38-58页 |
| ·材料计算科学简介 | 第38-39页 |
| ·量子化学的发展 | 第39-42页 |
| ·价键理论 | 第39-40页 |
| ·价电子对互斥理论 | 第40页 |
| ·分子轨道理论 | 第40页 |
| ·前线分子轨道理论 | 第40-41页 |
| ·离域分子轨道理论 | 第41页 |
| ·晶体场理论 | 第41-42页 |
| ·密度泛函理论 | 第42-53页 |
| ·Thomas-Fermi 模型 | 第42-43页 |
| ·Hohenberg-Kohn 定理 | 第43-46页 |
| ·Kohn-Sham 方程 | 第46-49页 |
| ·交换关联能泛函 | 第49-51页 |
| ·外部势Vext(r) 的处理—赝势方法 | 第51-53页 |
| ·Materials studio-CASTEP 计算程序简介 | 第53-55页 |
| 参考文献 | 第55-58页 |
| 第三章 第一性原理研究N 掺杂对锐钛矿TiO_2电子结构与光催化活性的影响 | 第58-80页 |
| ·引言 | 第58-59页 |
| ·计算模型与方法 | 第59-60页 |
| ·结果与讨论 | 第60-75页 |
| ·几何结构优化 | 第60页 |
| ·能带结构 | 第60-65页 |
| ·态密度 | 第65-67页 |
| ·轨道分析 | 第67-70页 |
| ·差电子密度与Mulliken 集居数分析 | 第70-72页 |
| ·N 取代O 掺杂所致TiO_2 电子结构变化的原因 | 第72-74页 |
| ·N 掺杂所致TiO_2 可见光催化活性提高的机理分析 | 第74-75页 |
| ·结论 | 第75-77页 |
| 参考文献 | 第77-80页 |
| 第四章 第一性原理研究氧空位对N 掺杂锐钛矿TiO_2电子结构及光催化活性的影响 | 第80-106页 |
| ·前言 | 第80-81页 |
| ·模型构建 | 第81-82页 |
| ·计算方法 | 第82-84页 |
| ·DFT+U 计算方法 | 第83-84页 |
| ·计算参数选择 | 第84页 |
| ·计算结果与讨论 | 第84-99页 |
| ·几何结构优化 | 第84-85页 |
| ·各体系的电子结构性质 | 第85-98页 |
| ·各体系的光催化活性分析 | 第98-99页 |
| ·结论 | 第99-101页 |
| 参考文献 | 第101-106页 |
| 第五章 第一性原理研究H 对N 掺杂锐钛矿TiO_2 电子结构及光催化活性的影响 | 第106-122页 |
| ·前言 | 第106-107页 |
| ·计算方法与模型构建 | 第107页 |
| ·结果与讨论 | 第107-118页 |
| ·几何结构优化 | 第107-108页 |
| ·形成能 | 第108-110页 |
| ·能带结构 | 第110-111页 |
| ·态密度 | 第111-114页 |
| ·轨道分析 | 第114-116页 |
| ·Mulliken 集居数分析 | 第116页 |
| ·H、N 共掺杂TiO_2 各体系电子结构变化的原因 | 第116-118页 |
| ·结论 | 第118-120页 |
| 参考文献 | 第120-122页 |
| 第六章 总结与展望 | 第122-126页 |
| ·总结 | 第122-123页 |
| ·展望 | 第123-126页 |
| 攻读博士学位期间发表和完成的论文 | 第126-127页 |
| 致谢 | 第127页 |
