TiO2表面掺杂的第一性原理研究
| 学位论文数据集 | 第4-5页 |
| 摘要 | 第5-7页 |
| ABSTRACT | 第7-9页 |
| 第一章 绪论 | 第16-28页 |
| 1.1 研究背景及意义 | 第16页 |
| 1.2 光催化剂TiO_2 | 第16-23页 |
| 1.2.1 TiO_2的基本属性 | 第16-18页 |
| 1.2.2 TiO_2的光催化机理 | 第18-20页 |
| 1.2.2.1 光催化反应机理 | 第18-19页 |
| 1.2.2.2 光致亲水性机理 | 第19-20页 |
| 1.2.3 TiO_2光催化活性影响因素 | 第20页 |
| 1.2.4 TiO_2光催化技术的应用 | 第20-21页 |
| 1.2.4.1 杀菌 | 第20页 |
| 1.2.4.2 水处理 | 第20-21页 |
| 1.2.4.3 空气净化 | 第21页 |
| 1.2.4.4 其它 | 第21页 |
| 1.2.5 TiO_2表面研究必要性及研究进展 | 第21-23页 |
| 1.2.5.1 表面研究必要性 | 第21-22页 |
| 1.2.5.2 研究进展 | 第22-23页 |
| 1.3 第一性原理方法及CASTEP介绍 | 第23-26页 |
| 1.3.1 第一性原理 | 第23-24页 |
| 1.3.2 密度泛函理论(DFT) | 第24-25页 |
| 1.3.2.1 Hohenber-Kohn定理 | 第24-25页 |
| 1.3.2.2 K-S方程式 | 第25页 |
| 1.3.3 交换相关能量泛函 | 第25-26页 |
| 1.3.3.1 局域密度近似(LDA泛函) | 第25-26页 |
| 1.3.3.2 广义梯度近似 | 第26页 |
| 1.3.3.3 其它泛函 | 第26页 |
| 1.3.4 CASTEP软件 | 第26页 |
| 1.4 本课题的研究目的及主要内容 | 第26-28页 |
| 第二章 TiO_2表面模型的建立 | 第28-36页 |
| 2.1 计算方法 | 第28-29页 |
| 2.2 金红石TiO_2(110)面的建立 | 第29-30页 |
| 2.3 锐钛矿TiO_2(101)面的建立 | 第30-32页 |
| 2.4 缺陷表面模型的建立 | 第32-35页 |
| 2.4.1 氧空位形成能 | 第32-33页 |
| 2.4.2 氧空位对表面几何结构的影响 | 第33-34页 |
| 2.4.3 氧空位对表面电子结构的影响 | 第34-35页 |
| 2.5 小结 | 第35-36页 |
| 第三章 I掺杂TiO_2表面及其光催化性质 | 第36-46页 |
| 3.1 引言 | 第36页 |
| 3.2 计算方法及模型构建 | 第36-38页 |
| 3.2.1 计算方法 | 第36-37页 |
| 3.2.2 模型构建 | 第37-38页 |
| 3.3 结果与讨论 | 第38-45页 |
| 3.3.1 I掺杂金红石TiO_2(110)面 | 第38-42页 |
| 3.3.1.1 结构优化 | 第38-39页 |
| 3.3.1.2 能带图 | 第39-40页 |
| 3.3.1.3 态密度图 | 第40-42页 |
| 3.3.2 I掺杂锐钛矿TiO_2(101)面 | 第42-45页 |
| 3.3.2.1 结构优化 | 第42-43页 |
| 3.3.2.2 能带图 | 第43页 |
| 3.3.2.3 态密度 | 第43-45页 |
| 3.4 小结 | 第45-46页 |
| 第四章 C/N共掺杂锐钛矿TiO_2(101)面 | 第46-52页 |
| 4.1 引言 | 第46页 |
| 4.2 计算方法与模型 | 第46-47页 |
| 4.3 结果与讨论 | 第47-51页 |
| 4.3.1 C/N单掺杂TiO_2(101)面 | 第47-49页 |
| 4.3.2 C/N共掺杂TiO_2(101)面 | 第49-51页 |
| 4.4 小结 | 第51-52页 |
| 第五章 小分子在N掺杂TiO_2表面的吸附及解离 | 第52-68页 |
| 5.1 引言 | 第52页 |
| 5.2 计算模型与方法 | 第52-53页 |
| 5.3 结果与讨论 | 第53-65页 |
| 5.3.1 H_2O的吸附及解离 | 第53-57页 |
| 5.3.1.1 H_2O吸附及解离构型 | 第53-55页 |
| 5.3.1.2 H_2O解离路径 | 第55-56页 |
| 5.3.1.3 H_2O吸附及解离的态密度图 | 第56-57页 |
| 5.3.2 CH_3OH的吸附及解离 | 第57-61页 |
| 5.3.2.1 CH_3OH吸附及解离构型 | 第57-59页 |
| 5.3.2.2 CH_3OH解离路径 | 第59-60页 |
| 5.3.2.3 CH_3OH吸附及解离的态密度图 | 第60-61页 |
| 5.3.3 HCHO的吸附及解离 | 第61-65页 |
| 5.3.3.1 HCHO的吸附及解离构型 | 第61-63页 |
| 5.3.3.2 HCHO解离路径 | 第63-64页 |
| 5.3.3.3 HCHO吸附及解离的态密度图 | 第64-65页 |
| 5.4 小结 | 第65-68页 |
| 第六章 结论 | 第68-70页 |
| 参考文献 | 第70-76页 |
| 致谢 | 第76-78页 |
| 研究成果及发表的学术论文 | 第78-80页 |
| 作者和导师简介 | 第80-82页 |
| 附件 | 第82-83页 |
