| 摘要 | 第1-6页 |
| Abstract | 第6-11页 |
| 1 绪论 | 第11-24页 |
| ·研究背景及意义 | 第11-12页 |
| ·TiO_2的基本属性 | 第12-15页 |
| ·TiO_2的三种晶体结构 | 第12-13页 |
| ·能带理论的基本概念 | 第13-15页 |
| ·TiO_2的光催化机理 | 第15-17页 |
| ·光催化反应过程 | 第15-16页 |
| ·光生载流子的迁移 | 第16-17页 |
| ·光吸收过程 | 第17页 |
| ·TiO_2光催化的主要应用 | 第17-19页 |
| ·杀菌 | 第17页 |
| ·水处理 | 第17-18页 |
| ·空气净化 | 第18页 |
| ·其它方面 | 第18-19页 |
| ·国内外TiO_2光催化的研究现状及进展 | 第19-22页 |
| ·表面光敏化 | 第19页 |
| ·半导体复合 | 第19页 |
| ·贵金属沉积 | 第19页 |
| ·离子掺杂改性 | 第19-22页 |
| ·本课题的研究重点和方法 | 第22-24页 |
| ·课题的提出和重要性 | 第22-23页 |
| ·研究内容 | 第23-24页 |
| 2 第一性原理方法简介 | 第24-41页 |
| ·绝热近似——Born-Oppenheimer近似 | 第24-25页 |
| ·单电子近似 | 第25-27页 |
| ·密度泛函理论 | 第27-28页 |
| ·交换关联泛函的求解 | 第28-32页 |
| ·局域密度近似LDA | 第28-29页 |
| ·广义梯度近似GGA | 第29-31页 |
| ·DFT+U方法 | 第31-32页 |
| ·基于密度泛函的第一性原理的实现 | 第32-35页 |
| ·Bloch定理 | 第32页 |
| ·平面波基组 | 第32-33页 |
| ·赝势 | 第33-35页 |
| ·本文采用的软、硬件环境和研究方法 | 第35-41页 |
| ·VASP与materials studio软件包简介 | 第35-37页 |
| ·硬件环境 | 第37-38页 |
| ·本文采用的研究方法 | 第38-41页 |
| 3 本征TiO_2的电子性质研究 | 第41-48页 |
| ·计算模型的建立 | 第41页 |
| ·计算参数的选择 | 第41-43页 |
| ·截断能大小的选择 | 第42页 |
| ·计算精度的选择 | 第42页 |
| ·K点的选择 | 第42页 |
| ·交换关联能的选择 | 第42-43页 |
| ·几何结构优化结果 | 第43-44页 |
| ·电子结构计算与分析 | 第44-46页 |
| ·能带结构 | 第44-45页 |
| ·态密度图 | 第45-46页 |
| ·TiO_2电子结构与其光催化活性的关系 | 第46-47页 |
| ·本章小结 | 第47-48页 |
| 4 3d、4d金属元素掺杂锐钛矿TiO_2的电子性质研究 | 第48-55页 |
| ·计算模型的建立 | 第49-50页 |
| ·计算参数的选择 | 第50页 |
| ·电子结构的计算与分析 | 第50-54页 |
| ·3d过渡金属掺杂 | 第50-52页 |
| ·4d金属掺杂 | 第52-54页 |
| ·本章小结 | 第54-55页 |
| 5 N/Zr共掺杂对锐钛矿TiO_2的电子性质研究 | 第55-64页 |
| ·计算模型的建立 | 第55-56页 |
| ·计算参数的选择 | 第56页 |
| ·形成能的计算 | 第56-58页 |
| ·电子性质的计算与分析 | 第58-63页 |
| ·本章小结 | 第63-64页 |
| 6 N/Ce共掺杂对锐钛矿TiO_2的电子性质研究 | 第64-71页 |
| ·计算模型的建立 | 第64-65页 |
| ·计算参数的选择 | 第65页 |
| ·形成能的计算 | 第65-66页 |
| ·电子性质的计算与分析 | 第66-70页 |
| ·本章小结 | 第70-71页 |
| 结论 | 第71-72页 |
| 参考文献 | 第72-77页 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 | 第77-78页 |
| 致谢 | 第78-79页 |
