| 摘要 | 第1-5页 |
| Abstract | 第5-10页 |
| 1 绪论 | 第10-21页 |
| ·TiO_2半导体材料及其光催化机理 | 第10-15页 |
| ·光催化材料TiO_2的基本性质 | 第10-12页 |
| ·TiO_2的光激发过程 | 第12-13页 |
| ·光生电荷迁移过程 | 第13-14页 |
| ·TiO_2光催化机理 | 第14-15页 |
| ·离子掺杂对TiO_2光催化活性的影响 | 第15-17页 |
| ·金属元素掺杂对TiO_2基光催化活性的影响 | 第15-16页 |
| ·非金属元素掺杂对TiO_2光催化活性的影响 | 第16页 |
| ·共掺杂对TiO_2光催化活性的影响 | 第16-17页 |
| ·CeO_2稀土催化材料及其催化机理 | 第17-20页 |
| ·CeO_2的物理化学性质 | 第17-18页 |
| ·小分子在CeO_2表面的吸附行为 | 第18-19页 |
| ·小分子在金属掺杂CeO_2表面的吸附行为 | 第19-20页 |
| ·本课题的研究重点和方法 | 第20-21页 |
| 2 第一性原理及计算方法 | 第21-32页 |
| ·第一性原理计算基本思想 | 第21-23页 |
| ·第一性原理中常用的近似方法 | 第23-25页 |
| ·绝热近似 | 第23-24页 |
| ·单电子近似理论 | 第24-25页 |
| ·密度泛函理论 | 第25-30页 |
| ·Hohenberg-Kohn定理 | 第25-26页 |
| ·Kohn-Sham方程 | 第26-27页 |
| ·局域密度近似(LDA) | 第27-28页 |
| ·广义梯度近似(GGA) | 第28-29页 |
| ·DFT+U | 第29-30页 |
| ·本课题采用的软、硬件环境和计算方法 | 第30-32页 |
| ·VASP与Materials Studio软件包介绍 | 第30-31页 |
| ·计算硬件环境 | 第31-32页 |
| 3 离子掺杂锐钛矿TiO_2 | 第32-45页 |
| ·TiO_2基催化剂计算结构及参数 | 第32-34页 |
| ·计算模型的建立 | 第32-33页 |
| ·计算参数的选择 | 第33-34页 |
| ·几何结构优化结果 | 第34页 |
| ·本征TiO_2的电子性质 | 第34-37页 |
| ·电子结构计算与分析 | 第34-36页 |
| ·TiO_2电子结构与其光催化活性的关系 | 第36-37页 |
| ·离子掺杂改性TiO_2光催化研究 | 第37-42页 |
| ·掺杂元素化学势 | 第37页 |
| ·离子共掺杂选择原则 | 第37-39页 |
| ·3d,4d,5d金属元素掺杂对TiO_2光催化活性的影响 | 第39-40页 |
| ·金属、非金属共掺杂对TiO_2光催化活性的影响 | 第40-42页 |
| ·(N+Ta)共掺杂对TiO_2电子性质的研究 | 第42-45页 |
| ·计算模型的建立及参数选择 | 第42-43页 |
| ·电子结构的计算与分析 | 第43-44页 |
| ·形成能的计算 | 第44-45页 |
| ·本章小结 | 第45页 |
| 4 Mn,Fe掺杂对CeO_2催化性能的影响 | 第45-58页 |
| ·CeO_2的电子结构及氧化还原性能 | 第46-51页 |
| ·CeO_2理论模型及计算参数 | 第46-48页 |
| ·CeO_2的氧空位形成能 | 第48页 |
| ·纯CeO_2几何结构 | 第48-49页 |
| ·纯CeO_2体系电子结构 | 第49-51页 |
| ·Mn掺杂对CeO_2氧化还原性能的影响 | 第51-55页 |
| ·掺杂模型与参数测试 | 第51-52页 |
| ·Mn掺杂对CeO_2的氧空位形成能影响 | 第52页 |
| ·Mn掺杂的CeO_2原子弛豫和电荷结构 | 第52-55页 |
| ·Fe掺杂对CeO_2氧化还原性能的影响 | 第55-58页 |
| ·掺杂模型与参数测试 | 第55页 |
| ·Fe掺杂对CeO_2的氧空位形成能影响 | 第55-56页 |
| ·Fe掺杂的CeO_2原子弛豫和电荷结构 | 第56-58页 |
| ·本章小结 | 第58页 |
| 5 CO在具有高催化活性的Fe-CeO_2表面的吸附与氧化 | 第58-67页 |
| ·纯CeO_2表面的氧化还原性能 | 第59-60页 |
| ·CeO_2(111)表面模型的建立 | 第59页 |
| ·计算参数的选择 | 第59-60页 |
| ·CeO_2(111)-(2×2)表面氧空位形成能 | 第60页 |
| ·Fe掺杂CeO_2表面体系 | 第60-63页 |
| ·Fe-CeO_2表面模型和参数 | 第60-62页 |
| ·Fe-CeO_2表面的氧化还原能力 | 第62-63页 |
| ·CO在Fe-CeO_2表面的吸附与氧化 | 第63-66页 |
| ·CO在Fe_(0.125)Ce_(0.875)O_2(111)表面上吸附模型及参数 | 第63页 |
| ·CO在Fe_(0.125)Ce_(0.875)O_2(111)表面吸附能 | 第63-64页 |
| ·CO吸附于Fe-CeO_2(111)体系结构弛豫 | 第64-65页 |
| ·CO吸附于Fe-CeO_2(111)体系的电荷分布 | 第65-66页 |
| ·本章小结 | 第66-67页 |
| 结论 | 第67-68页 |
| 参考文献 | 第68-72页 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 | 第72-73页 |
| 致谢 | 第73-74页 |
