| 摘要 | 第5-7页 |
| Abstract | 第7-9页 |
| 第1章 二氧化钛的表面化学概述 | 第14-32页 |
| 1.1 导言 | 第14-15页 |
| 1.2 二氧化钛的表面结构与性质 | 第15-23页 |
| 1.2.1 氧化钛的晶型 | 第15-16页 |
| 1.2.2 二氧化钛的表面结构 | 第16-20页 |
| 1.2.2.1 金红石TiO_2(110)晶面 | 第17-18页 |
| 1.2.2.2 锐钛矿TiO_2(101)和(001)晶面 | 第18-20页 |
| 1.2.3 氧化钛的表面吸附 | 第20-23页 |
| 1.2.3.1 水在TiO_2表面的吸附 | 第20-21页 |
| 1.2.3.2 羧酸在TiO_2表面的吸附 | 第21-22页 |
| 1.2.3.3 邻苯二酚在TiO_2表面的吸附 | 第22-23页 |
| 1.3 二氧化钛的光催化作用 | 第23-29页 |
| 1.3.1 光催化的基本原理 | 第23-24页 |
| 1.3.2 影响光催化作用的因素 | 第24-26页 |
| 1.3.2.1 半导体的能带结构 | 第24页 |
| 1.3.2.2 晶相和表面结构 | 第24-25页 |
| 1.3.2.3 晶粒尺寸 | 第25-26页 |
| 1.3.2.4 纳米结构 | 第26页 |
| 1.3.3 氧化钛光催化存在的问题 | 第26-27页 |
| 1.3.4 二氧化钛光催化剂的改性 | 第27-29页 |
| 1.3.4.1 贵金属沉积 | 第27页 |
| 1.3.4.2 非金属掺杂 | 第27-28页 |
| 1.3.4.3 金属离子掺杂 | 第28页 |
| 1.3.4.4 复合半导体 | 第28-29页 |
| 1.4 氧化钛的制备技术 | 第29-32页 |
| 1.4.1 气相氧化法 | 第29-30页 |
| 1.4.2 化学气相沉积法 | 第30页 |
| 1.4.3 液相沉积法 | 第30页 |
| 1.4.4 溶胶凝胶法 | 第30-31页 |
| 1.4.5 水热法 | 第31-32页 |
| 第2章 密度泛函理论及其应用 | 第32-48页 |
| 2.1 量子化学的发展 | 第32-33页 |
| 2.2 密度泛函理论——从波函数到电子密度 | 第33-38页 |
| 2.2.1 Thomas-Feimi模型 | 第33-34页 |
| 2.2.2 Hohenberg-Kohn定理 | 第34页 |
| 2.2.3 Kohn-Sham方程 | 第34-36页 |
| 2.2.4 交换相关能量泛函 | 第36-38页 |
| 2.2.5 平面波赝势方法 | 第38页 |
| 2.3 范德华力的计算 | 第38-42页 |
| 2.3.1 范德华力简介 | 第38-39页 |
| 2.3.2 传统密度泛函理论的局限 | 第39-40页 |
| 2.3.3 范德华力的计算 | 第40-42页 |
| 2.3.3.1 DFT-D方法 | 第40-41页 |
| 2.3.3.2 vdW-DF方法 | 第41-42页 |
| 2.4 扫描隧道显微图谱的模拟 | 第42-48页 |
| 2.4.1 扫描隧道显微镜简介 | 第42-43页 |
| 2.4.2 扫描隧道显微镜的基本原理 | 第43-44页 |
| 2.4.3 扫描隧道显微镜的模拟 | 第44-48页 |
| 2.4.3.1 量子隧穿效应 | 第44-46页 |
| 2.4.3.2 Bardeen微扰理论 | 第46页 |
| 2.4.3.3 Tersoff-Hamann近似 | 第46-48页 |
| 第3章 金红石TiO_2(110)晶面吸附的2,4-DNT分子在范德华力作用下的有序排布的研究 | 第48-59页 |
| 3.1 研究背景 | 第48-50页 |
| 3.2 计算方法和模型 | 第50-51页 |
| 3.3 DNT吸附在TiO_2(110)面的STM图谱 | 第51-53页 |
| 3.4 DNT在TiO_2(110)面吸附的范德华作用机理 | 第53-57页 |
| 3.4.1 单个分子的吸附 | 第53-54页 |
| 3.4.2 低覆盖度下的吸附(DNT-DNT相互作用) | 第54-56页 |
| 3.4.3 满覆盖度下的吸附 | 第56-57页 |
| 3.5 本章小结 | 第57-59页 |
| 第4章 金红石TiO_2(011)晶面的吸附诱导重组现象的研究 | 第59-72页 |
| 4.1 研究背景 | 第59-61页 |
| 4.1.1 TiO_2(011)面的2×1重构 | 第59-60页 |
| 4.1.2 乙酸在TiO_2(011)面的吸附特性 | 第60-61页 |
| 4.2 计算方法和模型 | 第61-63页 |
| 4.3 乙酸吸附在TiO_2(011)-2×1面的STM图谱 | 第63-64页 |
| 4.4 TiO_2(011)-2×1面的乙酸吸附诱导重组 | 第64-68页 |
| 4.4.1 乙酸在TiO_2(011)-2× 1面的吸附 | 第64页 |
| 4.4.2 TiO_2(011)-2×1表面的重组模型 | 第64-65页 |
| 4.4.3 乙酸在TiO_2(011)-2×1重组表面的吸附 | 第65-68页 |
| 4.4.3.1 全重组表面的吸附 | 第65-67页 |
| 4.4.3.2 部分重组表面的吸附 | 第67页 |
| 4.4.3.3 STM图谱的模拟 | 第67-68页 |
| 4.5 小分子在TiO_2(011)-2×1重组表面的吸附 | 第68-70页 |
| 4.5.1 水的吸附 | 第68-70页 |
| 4.5.2 其它分子的吸附 | 第70页 |
| 4.6 本章小结 | 第70-72页 |
| 第5章 金红石TiO_2(011)晶面的表面羟基的扩散和反应的研究 | 第72-83页 |
| 5.1 研究背景 | 第72-73页 |
| 5.2 计算方法和模型 | 第73-74页 |
| 5.3 TiO_2(011)-2×1的表面羟基化实验 | 第74-76页 |
| 5.4 TiO_2(011)-2×1面氢的吸附和脱附 | 第76-78页 |
| 5.4.1 氢在表面的吸附 | 第76-77页 |
| 5.4.2 氢的脱附反应 | 第77-78页 |
| 5.5 TiO_2(011)-2×1面氢的扩散路径 | 第78-81页 |
| 5.5.1 氢在表面的迁移 | 第79页 |
| 5.5.2 氢从表面到体相的扩散 | 第79-80页 |
| 5.5.3 氢在体相内的迁移 | 第80-81页 |
| 5.6 GGA+U修正 | 第81页 |
| 5.7 本章小结 | 第81-83页 |
| 第6章 锐钛矿TiO_2高密勒指数(105)晶面的表面结构、锡掺杂改性的光催化活性的研究 | 第83-97页 |
| 6.1 研究背景 | 第83-84页 |
| 6.2 单晶TiO_2(105)面的锐钛矿的合成 | 第84-86页 |
| 6.3 计算方法和模型 | 第86页 |
| 6.4 TiO_2(105)面的表面结构和性质 | 第86-89页 |
| 6.4.1 表面的几何构型 | 第86-87页 |
| 6.4.2 不同表面的稳定性 | 第87-89页 |
| 6.4.2.1 表面能的角度 | 第87-88页 |
| 6.4.2.2 电子结构的角度 | 第88-89页 |
| 6.4.3 光解水的活性 | 第89页 |
| 6.5 TiO_2(105)面与水分子的相互作用 | 第89-92页 |
| 6.5.1 单个水分子(1/4 ML)的吸附 | 第89-90页 |
| 6.5.2 单层水分子(1 ML)的吸附 | 第90-91页 |
| 6.5.3 水的覆盖度与表面稳定性的关系 | 第91-92页 |
| 6.6 Sn掺杂改性的TiO_2(105)面的光解水研究 | 第92-95页 |
| 6.6.1 Sn掺杂TiO_2(105)面的光催化作用 | 第92-93页 |
| 6.6.2 Sn掺杂的几何构型 | 第93-94页 |
| 6.6.3 电子结构的比较 | 第94-95页 |
| 6.6.4 光催化产氢的能力 | 第95页 |
| 6.7 本章小结 | 第95-97页 |
| 结论 | 第97-99页 |
| 参考文献 | 第99-123页 |
| 攻读博士学位期间的研究成果 | 第123-125页 |
| 发表的期刊论文 | 第123-124页 |
| 参加学术会议情况 | 第124-125页 |
| 致谢 | 第125页 |
