| 致谢 | 第5-7页 |
| 摘要 | 第7-8页 |
| Abstract | 第8-9页 |
| 1 绪论 | 第13-31页 |
| 1.1 引言 | 第13页 |
| 1.2 能源转换利用发展现状 | 第13-23页 |
| 1.2.1 生物化学转化 | 第14-16页 |
| 1.2.2 电化学还原 | 第16-17页 |
| 1.2.3 催化氢化法 | 第17-19页 |
| 1.2.4 光催化分解 | 第19-20页 |
| 1.2.5 热化学循环 | 第20-23页 |
| 1.3 光热化学循环(PTC)简介 | 第23-26页 |
| 1.4 TiO_2材料特性及研究现状 | 第26-29页 |
| 1.4.1 TiO_2的结构及性质 | 第26-27页 |
| 1.4.2 光致氧空位 | 第27-28页 |
| 1.4.3 TiO_2的量子化学研究 | 第28-29页 |
| 1.5 本文研究内容 | 第29-31页 |
| 2 理论计算方法和实验研究介绍 | 第31-44页 |
| 2.1 密度泛函理论 | 第31-34页 |
| 2.1.1 Born-Oppenheimer近似和单电子近似 | 第31-32页 |
| 2.1.2 Hohenberg-Kohn定理 | 第32-33页 |
| 2.1.3 Kohn-Sham方程 | 第33-34页 |
| 2.1.4 交换-关联能泛函 | 第34页 |
| 2.2 第一性原理计算软件介绍 | 第34-36页 |
| 2.3 实验器材 | 第36-40页 |
| 2.3.1 实验所用化学试剂及仪器设备 | 第36-37页 |
| 2.3.2 主要实验设备与仪器介绍 | 第37-40页 |
| 2.4 光热化学循环CO_2分解系统 | 第40-44页 |
| 2.4.1 光热化学循环实验平台 | 第40页 |
| 2.4.2 催化剂表征分析 | 第40-44页 |
| 3 过渡金属掺杂对TiO_2光热催化性能的促进作用 | 第44-60页 |
| 3.1 计算参数测试 | 第44-48页 |
| 3.1.1 截断能测试 | 第45页 |
| 3.1.2 k点取样密度测试 | 第45-46页 |
| 3.1.3 Hubbard参数U值测试 | 第46-48页 |
| 3.1.4 表面测试 | 第48页 |
| 3.2 锐钛矿(101)表面理论模型和计算方法 | 第48-50页 |
| 3.3 过渡金属掺杂对结构稳定性的影响 | 第50-53页 |
| 3.4 过渡金属掺杂对电子结构的影响 | 第53-57页 |
| 3.5 过渡金属掺杂对光学性质的影响 | 第57-58页 |
| 3.6 本章小结 | 第58-60页 |
| 4 铜掺杂对TiO_2光热循环分解CO_2的实验机理探究 | 第60-77页 |
| 4.1 引言 | 第60页 |
| 4.2 实验部分 | 第60-68页 |
| 4.2.1 材料制备 | 第61-62页 |
| 4.2.2 材料表征 | 第62-67页 |
| 4.2.3 实验过程 | 第67-68页 |
| 4.3 光热化学循环性能评价 | 第68-74页 |
| 4.3.1 光热化学循环分解CO_2效率 | 第68-69页 |
| 4.3.2 反应前后形貌变化 | 第69-70页 |
| 4.3.3 XPS表征 | 第70-72页 |
| 4.3.4 UV-VIS DRS表征 | 第72-73页 |
| 4.3.5 PL表征 | 第73-74页 |
| 4.4 光热化学循环机理探究 | 第74-75页 |
| 4.5 本章小结 | 第75-77页 |
| 5 全文总结与工作展望 | 第77-81页 |
| 5.1 全文总结 | 第77-79页 |
| 5.2 本文的创新之处 | 第79页 |
| 5.3 对未来工作的展望 | 第79-81页 |
| 参考文献 | 第81-88页 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术论文 | 第88页 |
