一、ZnO及其缺陷电子结构对光谱特性的影响（论文文献综述）
傅文钊[1]（2021）在《炭载钌/铂制氢催化剂活性位结构调控及动力学研究》文中研究说明催化反应动力学是工业催化剂设计的重要基础。目前,催化反应动力学研究主要关注速率常数的提取、计算和测定,极少关注其与催化剂活性位的数目及电子性质之间的量化关系。本文选取炭载贵金属Ru、Pt催化剂以氨硼烷水解制氢为模型反应,首先在排除催化剂电子效应的影响下考察反应速率常数及活化能与粒径的关系,通过结合多活性位动力学解析、催化剂几何结构表征与模型计算的方法辨识出Ru催化剂反应的主要活性位,揭示Ru催化剂粒径效应的原因。进一步采用杂原子Cl与Co对Ru的活性位局域环境进行调变,发现了 C1引起的几何结构抑制效应和Co引起的电子结构促进效应。并采用酸洗浸出Co的手段使Ru的高活性位点进一步暴露,从而提升催化剂反应活性。此外,通过调控炭载体表面化学性质来调节Pt的电子结构以探究其电子效应的影响。基于Pt电子结构与反应动力学参数（活化熵与活化能）的线性关系获得了催化活性位转化频率TOF的实验描述符,并结合过渡态理论与Temkin方程最终建立了包含催化剂活性位微结构参数的“纳米”动力学模型。主要研究结果如下:（1）Ru活性位辨识。探究了氨硼烷催化水解制氢碳载Ru基催化剂的粒径效应,辨认了 Ru催化剂的主要活性位。制备了一系列粒径不同的Ru催化剂,并将其用于催化氨硼烷水解制氢,通过动力学实验发现其水解性能随粒径呈现典型的火山型曲线变化,而表观活化能与粒径变化无关,通过多晶面动力学解析表明该反应仅存在一个主要的活性位。进一步通过催化剂结构表征发现Ru颗粒主要以截断六棱双锥形貌为主,采用晶体模型计算得到不同粒径下暴露活性位的原子数目,发现只有边位的TOFactive site不随粒径变化而变化,进而证实边位为反应主要活性位。该结果进一步得到了同位素实验与DFT理论计算的验证。（2）Ru活性位结构调控。针对上述Ru基催化剂活性位的特性,通过引入Cl和Co杂原子对Ru活性位的局域环境进行调控。采用多种表征手段证明Co在不改变Ru颗粒形貌的条件下,可以将电子转移到Ru原子表面,提高Ru表面电子密度进而降低Ru电子结合能。而Cl物种会强吸附在Ru颗粒表面,进而堵塞Ru活性位点并引起空间位阻效应,抑制反应物水的活化。基于此,采用无氯前驱体制备了 RuCo/CNT双金属催化剂,并进一步通过酸洗选择性浸出Co得到了多活性位的Ru催化剂,使其催化性能大幅提升至75 1.0molH2-molRu-1·min-1,为未处理原始Ru催化剂性能的4.1倍。进一步动力学实验表明该催化剂兼具适宜的反应物结合强度以及丰富的活性位点,因而表现出优异的催化性能。（3）Pt电子结构调控。以电子结构更易表征的Pt为活性金属,通过DFT计算考察了碳管表面不同含氧官能团（OCGs）的亲电性能,并通过调控焙烧温度的方法控制碳管上OCGs的种类和数量,进而调变负载Pt的电子结构。结合多种表征手段,在排除碳管表面织构性质、缺陷、极性以及金属粒径等对活性的影响,发现Pt/CNT催化性能与Pt的电子结构高度相关,其中高的Pt结合能显着提升反应速率。进一步采用多种表征手段定量分析了不同催化剂表面OCGs的种类与数量,在此基础上建立了炭载体表面化学与Pt电子结构定量关联,发现Pt/CNT-0主要由供电子基团组成,而随着焙烧温度的升高吸电子基团逐渐成为主要基团,进一步升高温度会基本消除载体表面官能团,因而Pt/CNT-400催化剂表现出最高的电子结合能及催化性能,相比于Pt/CNT-0提升了15倍,达到811.3 molH2·molPt-1·min-1。同时该催化剂具有良好的耐久性,因而是一种高性能的氨硼烷水解制氢催化剂。（4）“纳米”动力学模型建立。在排除碳管表面织构性质、缺陷、极性以及金属粒径等对活性的影响下,利用OCGs对负载Pt电子的调控作用,研究Pt电子结构对催化剂动力学参数的调变规律。发现其具有显着的补偿效应,其中反应的活化熵（ΔH0*）和活化焓（ΔS 0*）均与Pt电子结合能（B.E.）呈线性关系。通过动力学推导,发现Pt的电子结合能可以作为活性位点转化频率TOF的描述符。进一步结合晶体结构模型计算,将Pt活性位数量N与转化频率TOF进一步关联,最终建立了包含催化剂微结构参数的动力学模型,可用于Pt催化剂性能的预测与优化,并可进一步为其他金属催化剂的设计开发提供新的方法论。
李贵航[2]（2021）在《应用同步辐射光电子能谱等表面科学技术原位研究Cu基模型催化剂的结构与稳定性》文中指出传统氧化物负载的铜基催化剂由于其独特的催化性能,在过去的几十年受到了广泛的关注并被应用于水气变换、CO氧化、N2O分解等重要的催化反应中。但由于传统Cu基催化剂的表面组成与相互作用十分复杂,并且受限于原位表征技术,对Cu与氧化物的界面电子结构、界面相互作用、协同效应及其影响因素在分子尺度上的理解仍然有许多不足之处。倒置策略是近些年被广泛采用的一种新型研究方法。它通过构建倒置模型催化剂体系,将传统催化剂中的氧化物载体作为活性材料沉积到金属单晶表面。与传统模型催化剂相比,倒置模型不仅降低了表面的复杂程度,而且突出了对氧化物/金属界面活性位点的调控,这为研究界面催化反应机理提供了重要的途径。本论文中,通过制备表面结构均一的CuxO/Cu（100）和FeO/Cu（100）倒置模型催化剂与Cu/CeO1.75（111）模型催化剂,利用同步辐射光电子能谱（SRPES）、X射线光电子能谱（XPS）、低能电子衍射（LEED）、扫描隧道显微镜（STM）等表面科学技术在原子-分子水平上对Cu与几种不同氧化物之间的界面相互作用做了进一步的阐释。甲醇水蒸气重整制氢是制取清洁能源的重要方式,对可持续发展具有重大的意义。在甲醇水蒸气重整反应中,铜基催化剂表现出了高活性和高选择性。但是该反应实际催化过程十分复杂,反应过程的中间产物与催化剂表面结构息息相关。作为最重要中间产物之一的甲酸在铜表面上的吸附形式与反应过程仍不清楚。因此,我们制备了几种不同结构的Cu（100）表面,利用STM、SRPES、红外反射吸收光谱（RAIRS）、程序升温脱附（TPD）等技术进一步阐释了表面结构对催化反应的影响。本论文的研究内容和取得的成果可以概括为以下几个方面:1.甲酸在不同结构CuxO表面的吸附与分解路线研究。在超高真空环境中制备了几种不同结构的Cu表面,分别为清洁Cu（100）表面,Cu（100）-（2（?）×（?））R45°-O表面以及Cu（100）-c（2×2）-O表面,然后深入研究和分析了表面氧原子对甲酸吸附与分解的影响。研究发现,室温条件下HCOO-垂直无序的吸附在Cu（100）表面,倾斜有序的吸附在Cu（100）-c（2×2）-O表面,而在Cu（100）-（2（?）×（?））R45°-O表面甲酸不发生解离吸附。局部的Cu（100）-c（2×2）-O区域不仅极大的提高了 HCOO-在表面的吸附密度,而且改变了HCOO-的分解路线。在干净的Cu（100）表面,随着表面温度的升高,甲酸分解成为CO2与H2;而在Cu（100）-c（2×2）-O表面,随着表面温度升高,甲酸中C-H键断裂生成的质子H与表面氧原子发生反应,生成了 H2O。另外,相对于清洁的Cu（100）表面而言,甲酸在Cu（100）-c（2×2）-O表面分解产生了更多的CO2,并且CO2的脱附温度更低,这说明Cu（100）-c（2×2）-O结构促进了 300 K时甲酸在表面的吸附和分解过程,也说明了 Cu（100）表面氧原子的结构在甲酸盐的分解过程中起到了至关重要的作用。此项研究工作对进一步理解甲醇水蒸气重整反应以及水煤气变换反应有着重要意义。2.FeOx在Cu（100）表面的生长以及界面氧的活性研究。利用SRPES、LEED、STM技术研究了 FeOx在Cu（100）表面的生长和界面相互作用。首先以Cu（100）为衬底,制备了均匀的FeOx薄膜。发现当FeOx的覆盖度较低时,FeOx在Cu（100）表面以FeO的形式存在,而当FeOx的覆盖度较高时,FeOx在表面以Fe3O4的形式存在。亚单层的氧化亚铁在Cu（100）表面形成了正交的条带结构并且取向为（111）,其中单个条带的宽度约为5 nm。Fe3O4则呈现出了六边形的岛状结构。亚单层氧化亚铁的加入提高了 FeO/CuxO界面氧原子的活性,促进了退火过程中界面处Cu（100）-（2（?）×（?））R45°-O向Cu（100）-c（2×2）-O的结构转变。此项工作不仅介绍了一种全新的制备FeO（111）/Cu（100）倒置模型催化剂的方法,同时也阐述了在特定反应条件下界面氧原子的活性,这将为设计出更多新型Cu基、Fe基催化剂提供理论支持。3.Cu/CeO2-x模型催化剂的电子结构和界面性能研究。首先在清洁的Cu（111）表面制备了高度规整有序的CeO1.75（111）薄膜和CeO2（111）薄膜,然后利用STM和XPS技术研究了两种薄膜表面形貌与电子结构的差异。此外,通过在CeO1.75薄膜和CeO2薄膜表面气相沉积等量的Cu纳米颗粒,发现Cu在CeO1.75薄膜表面的平均粒径显着小于在CeO2薄膜表面的平均粒径,CeO1.75表面的缺陷提高了 Cu纳米颗粒在表面的分散程度。STM和SRPES的结果表明,Cu纳米颗粒在CeO1.75表面不同位点的吸附次序为:台阶边位点>台阶面化学计量比位点>台阶面上的氧空位。不同的吸附位点呈现出了不同的电荷转移方向,在Cu覆盖度较低时（<0.12ML）,沉积到CeO1.75薄膜表面的Cu优先在氧化铈薄膜的台阶边上和台阶面的化学计量比位点吸附,电荷从Cu转移到CeO1.75薄膜,Cu被氧化成Cu+,Ce3+的浓度升高;在Cu覆盖度较高时（>0.12ML）,Cu逐渐在CeO1.75薄膜的氧空位位点吸附,此时电荷从CeO1.75薄膜转移到Cu,Ce3+的浓度逐渐降低,最后趋于恒定。这说明CeO1.75表面的氧空位对Cu的电子结构有着重要的影响。逐渐升高表面温度,Cu颗粒在CeO1.75表面通过Ostwald熟化的机制长大。另外,Cu在退火到700 K时表现出了明显的在缺陷位点的烧结,这说明CeO1.75表面的缺陷对于调控Cu纳米颗粒的热稳定性和电子结构有着重要意义。
邵威威[3]（2021）在《二维非层状金属氧族化合物的电子结构调控及其光催化应用研究》文中指出由化石能源的过度使用造成的温室效应严重阻碍了人类命运共同体的可持续发展,同时也促使我们寻找可再生且绿色环保的清洁能源作为化石能源的替代品。受大自然中光合作用的启发,研究人员发现在光照下半导体光催化剂能够使得高耗能的小分子转化过程在常温常压的温和条件下进行,例如甲醛光催化氧化和CO2光催化还原反应,从而使得半导体催化剂的设计和开发颇具研究意义。本论文通过设计和开发多种策略（掺杂、空位和异质结等）调控二维非层状半导体的电子结构,进而期望提升其在光催化小分子转化领域的催化活性,并通过原位表征手段和密度泛函理论计算,探究微观电子结构与宏观光催化性能之间的构效关系,最终为高性能半导体光催化剂的研制提供理论指导。本论文的研究内容如下:1.空位缺陷策略调控钨酸铋超薄片的电子结构并提升光催化甲醛氧化性能:光催化氧化技术为去除以甲醛（HCHO）为主的室内污染物提供了一种有希望的策略,而潜在的光催化氧化机理仍不明确,尤其是H2O分子在该过程中的确切作用仍有待探究。该工作以设计构建的具有明确结构的缺陷态半导体超薄片为研究模型,利用时间分辨的原位表征技术,揭示水参与的光催化甲醛氧化反应机理。以制备的缺陷态Bi2WO6超薄片为例,在水的辅助下,缺陷态Bi2WO6超薄片实现了高效且稳定的光催化甲醛氧化性能。原位电子顺磁共振谱测试结果证实由光生空穴氧化水生成了·OH自由基。同步辐射真空紫外光电离质谱和H218O同位素标记实验直接证明了形成的OH自由基是氧化产物CO2中另一个氧原子的来源。原位傅里叶变换红外光谱测试结果表明HCOO*基团是主要的甲醛氧化中间体。密度泛函理论计算进一步揭示了·OH的形成是水参与的甲醛光氧化过程的限速步骤,这意味着降低·OH自由基的形成能垒可以进一步提高水参与的甲醛光氧化性能。该工作不仅实现了室温下甲醛的高效光催化氧化,而且首次清楚地阐明了水参与的光催化甲醛氧化机理,为在常规环境条件下实现高效室内甲醛降解提供了新思路。2.异质结构筑策略调控硫化铟超薄片的电子结构并提升光催化二氧化碳还原性能:光生载流子的分离效率低和转移动力学缓慢造成了光催化二氧化碳（CO2）还原为甲烷（CH4）反应的低效率。设计和构建二维面内异质结构是解决上述难题的一种潜在方法。该工作首次通过离子交换策略成功合成了一种Ag2S-In2S3面内异质结超薄片。与单组分In2S3超薄片相比,光致发光光谱、时间分辨荧光光谱和光电化学表征结果证实Ag2S-In2S3超薄片具有更好的吸光度和优化的载流子动力学。原位傅里叶变换红外光谱和密度泛函理论计算证实,相比于单组分In2S3超薄片,CO2在二维面内异质结上更容易活化,并且CO*中间体与面内异质结构之间的键合强度提高,这有助于随后的CO*质子化为CHO*。因此,Ag2S-In2S3面内异质结超薄片实现了 20 μmolg-1 h-1的CH4产生速率,比In2S3超薄片高约16.7倍。简而言之,该工作展示了通过合理构建二维面内异质结构来提高光催化CO2还原中CH4的选择性。3.元素掺杂策略调控二硫化镍超薄片的电子结构并提升光催化还原二氧化碳为多碳产物的性能:将CO2选择性光催化还原为C2碳氢化合物的主要难点在于C-C偶联步骤,该过程通常受限于相邻中间体之间的偶极-偶极相互排斥作用。在此,该工作首先构建了具有大量Metaln+-Metalδ+位点对（0<δ<n）的金属硫化物超薄片,旨在调控相邻中间体中碳原子上的电荷不对称分布,并由此引发C-C偶联以选择性生成C2碳氢化合物。以制备的NiS2超薄片为例,Co掺杂可以进一步提升Ni2+-Niδ+位点对（0<δ<2）的含量。原位傅里叶变换红外光谱、准原位拉曼光谱和密度泛函理论计算结果证实,Ni2+-Niδ+位点对赋予相邻的CO中间体以不同的电荷密度,从而降低了它们的偶极-偶极排斥力,最终降低了 C-C偶联反应能垒。因此,在模拟工业烟气（10%CO2+90%N2）中,Co掺杂NiS2超薄片的乙烯选择性达到74.3%,活性为70 μg g-1 h-1,优于先前报道的面向乙烯产物的类似光催化剂的性能。
孔祥栋[4]（2021）在《二氧化碳电催化还原中催化剂的电子态调控》文中指出当前,人类社会发展中的能源结构是煤、石油和天然气等化石能源。随着生产力的不断提升,我们对化石能源的依赖日趋增强。然而,化石能源的无节制利用加速了资源枯竭,并引入了一系列环境问题。因此,调整当前的能源结构迫在眉睫。可再生能源虽然具有环境友好型特征,但受限于其区域性和间断性,很难实现连续性高密度集中开发利用。因此,可将间歇性的可再生能源转化为电能、热能等,利用化学键储能进行存储以方便运输和再利用。在化学储能研究领域,二氧化碳（CO2）的利用既能实现高密度能量存储,又能缓解环境问题。然而,由于CO2非极性碳氧双键的高度稳定性,其活化断键过程在其还原利用中至关重要。因此,开发具有高活性CO2活化能力的催化剂是当前的研究热点。本论文以CO2电催化活化为研究出发点,报道了三种CO2电催化还原的高效电催化剂。通过催化剂结构调控,探究了催化剂表面电子态对CO2活化和CO2还原催化性能的影响。同时,我们分别从实验和理论角度出发,针对催化反应机理进行了深入研究。具体内容包括如下几点:1.通过构造表面氧空位,我们探究了 ZnO纳米片表面电子结构对CO2活化的影响。研究表明,ZnO纳米片表面氧空位引起的局域富集电子促进了 ZnO向CO2反键轨道的电子转移,进而提升了 CO2活化。实验结果表明,表面富氧空位的ZnO纳米片对CO2电催化还原至CO展现出83%的法拉第效率和16.1 mA cm-2的CO偏电流密度。反应动力学和密度泛函理论研究进一步表明氧空位的引入加速了动力学过程,降低了反应势垒,从而提升了 CO2电催化还原活性。2.通过研究共轭配体salophen和非共轭配体salen对Co活性位的影响,我们揭示了在分子催化剂中(CO2的配位活化过程。该研究表明,相较于非共轭的salen,salophen的大共轭效应使得Co位点电子平均化程度明显增高。准原位实验和密度泛函理论计算都表明趋向于高价态的Co位点更有利于与CO2形成side-on配位模式,从而促进CO2活化。3.通过在salophen配体外围修饰卤素原子,我们研究了外围卤素取代的Co-salophen对CO2活化的影响。研究结果表明,不同卤素取代的Co-salophen中Co价态基本相同,但Co位点的电子排布发生再分配。Br取代促进了 Co位点低自旋向高自旋的转变。实验结果和理论研究均表明占据在高自旋Co位点的3dz2和3dx2-y2上的电子更有利于参与到CO2活化中,从而将CO2电催化还原制备CO的法拉第效率提升至98.5%。
范诗迎[5]（2020）在《多元尖晶石结构材料的构建、表征及其光助催化性能研究》文中研究表明目前世界正面临着环境污染与能源危机的严峻挑战,基于光能转换的光电化学及光助催化技术,能够有效将太阳能转化为电能、化学能以及热能,可以实现环境污染物净化及能源资源化,在环境及能源领域有着广阔的应用前景。然而,半导体光电化学及光助催化技术存在着量子效率低,光吸收范围窄,可见光利用率低等缺陷,从实用化角度而言,进一步提高光能利用和转化效率及从分子水平上深入理解光致电荷转移及催化过程机制成为该领域的重要科学问题和研究热点。针对上述关键科学问题,本论文开发了一系列新型的多元尖晶石型光电功能材料,基于晶体结构、电子结构以及微观结构角度对半导体材料进行分子设计,调控构建了光催化与电催化、类芬顿等多技术耦合体系,结合多种现代物理化学表征手段和理论计算深入探讨了半导体光电功能材料的晶体结构和微观结构等结构特性、表面物理化学特性、光致电荷分离迁移和氧化还原过程机理、催化活性及耦合体系的协同增强机制,揭示了尖晶石型光电功能材料的结构特性与性能之间的相关性。具体研究内容如下:（1）采用电化学以及表面化学修饰等技术调控构建了具有特定电子结构（n-n异质结结构）和微-纳结构的新型多元尖晶石Cu0.5Zn0.5Fe2O4修饰二氧化钛TiO2纳米管阵列电极复合体系[Cu0.5Zn0.5Fe2O4QDs/TiO2 NAEs]。研究表明:Cu0.5Zn0.5Fe2O4QDs/TiO2 NAEs复合体系的光电转化效率相对于未修饰的二氧化钛提高了约4倍,Cu0.5Zn0.5Fe2O4QDs/TiO2 NAEs复合电极材料在10-6～10-7 s内存在明显的电荷转移快过程,其光生空穴的寿命可驰豫至72.23 μs,复合结构材料具有的n-n纳米异质结电子结构及表面-界面微观结构等结构特征对半导体光生电荷的空间分离以及表面界面迁移输运起重要的促进作用。最佳反应条件下,Cu0.5Zn0.5Fe2O4QDs/TiO2 NAEs复合体系表现出优异的光电催化（PEC）降解抗生素磺胺甲恶唑和亚甲基蓝性能。多种原位谱学手段包括原位电子顺磁技术（In situ EPR）、瞬态吸收光谱（TAS）等谱学研究揭示出·O2-活性氧自由基是该催化反应中的主要活性物种,结合HPLC-MS-MS及催化反应表征的研究结果提出了活性氧物种与底物的相互作用及污染物的表面催化分解机制。Cu0.5Zn0.5Fe2O4QDs/TiO2 NAEs复合体系具有优异的光电化学转换及光电催化性能的原因主要是由于尖晶石的晶体结构、表面-界面结构及n-n异质结电子结构可以促进光致电荷表-界面的分离及迁移,从而可以实现光能尤其是可见光的有效利用和转换。（2）基于多技术耦合角度以及元素掺杂的角度,采用溶剂热等方法制备了铁酸锌铜多级卵黄壳纳米微球结构材料(CuxZn1-xFe2O4（0≤x≤1）HYSHNMs),并构建了CuxZn1-xFe2O4(（0≤x≤1）/PMS/Vis[CZF/PMS/Vis]光催化类芬顿耦合体系。借助多种现代物理表征手段,系统地研究了 CuxZn1-xFe2O4（0≤x≤1）HYSHMs多级核壳空心纳米微球材料的物理化学性质,揭示了光催化活化PMS耦合体系的协同作用机理。CuxZn1-xFe2O4（x=0.5）复合氧化物半导体中,其价带顶由Zn 2p,Fe 3d,Cu 3d,和O 2p共同组成,Fe元素的3d轨道主要作用于导带底。可见光激发条件下,CuxZn1-xFe2O4（x=0.5）价带中的电子可以分别从Zn 2p,Fe 3d,Cu 3d,和O 2p轨道迁移到导带Fe元素的3d轨道,形成更多的电子-空穴对和电荷密度。相对于CuxZn1-xFe2O4（x=1.0）和CuxZn1-xFe2O4（x=0.0）而言,CuxZn1-xFe2O4（x=0.5）HYSHNMs 可见光响应范围更广,光生载流子的平均寿命高达14.5 μs,具有更好的表面-界面电荷分离及迁移特性、更多的表面氧空位以及更高的光能利用转化及活化PMS能力及光助催化活性。研究发现CuxZn1-xFe2O4（x=0.5）HYSHNMs多元尖晶石卵黄壳空心纳米微球材料对抗生素恩诺沙星（ENR）的催化去除率达到90.5%,是单一光催化体系和PMS催化活化体系的3.6倍和2.6倍,并具有较好的磁性可回收性能。尖晶石光催化PMS活化耦合体系可以高效活化分子氧及产生ROS活性氧自由基,同时也可调变改善表面-界面光生电子-空穴的产生、空间分离及转移过程和效率。CuxZn1-xFe2O4多元卵黄壳空心纳米微球结构材料表面界面的光生载流子及金属占位离子协同活化分子氧及过硫酸盐而分别形成ROS活性氧物种以及硫酸根自由基SO4·-,同时光助催化过程产生的光生电荷也可促进PMS活化产生硫酸根自由基SO4·-。耦合体系中的硫酸根自由基SO4·-以及·OH羟基自由基共同作为活性物种协同氧化污染物,从而提高目标污染物ENR的催化降解效率。（3）采用溶剂热湿化学方法调控构建了具有不同内部结构包括实心纳米微球结构（SMs）、不同核大小和壳层厚度的蛋黄壳纳米微球结构（YSHMs）以及双壳空心纳米微球（DSHMs）结构的多元尖晶石铁酸锌铜Cu-Zn-Fe多级纳米微球结构材料,研究了其在碳捕集和环境修复中的催化还原和催化氧化特性。利用多种原位表征手段分析了材料的物理化学特性,着重研究了热化学退火过程参数对形成多级纳米微球内部微观结构的影响及微观结构变化的规律,分析了表面界面微观结构的形成机制及揭示了材料微观结构与催化性能之间的构效关系。研究表明:当升温速率为20℃min-1将形成双壳空心纳米微球结构（DSHMs）,并且具有双壳空心纳米微球结构的铁酸锌铜多元尖晶石复合材料DSHMs具有较高的催化活性。最佳反应条件下,所制备的尖晶石材料可见光CO2催化还原反应可分别产生8.8和38 μmol的H2和CO。对于典型氟喹诺酮类抗生素-磺胺甲恶唑的催化氧化降解反应而言,不同内部结构的多元尖晶石多级纳米微球结构材料呈现不同的催化活性,催化降解抗生素的效率分别为80.4%（DSHMs双壳空心球结构）、66.7%（SMs实心球结构）、73%（YSHMs蛋黄壳纳米微球结构）。不同结构的多元尖晶石结构中的Fe与O原子、Cu与O原子、Zn与O原子之间存在较强的相互作用及促进电子传递的特点,DSHMs载流子的平均寿命为16.61 μs,而YSMs和SMs载流子的平均寿命仅为11.97和0.28 μs。Cu-Zn-Fe多元尖晶石DSHMs具有快速的光致表面界面载流子分离和迁移特性,光生电荷可以高效活化尖晶石半导体表面吸附的分子氧而形成ROS活性氧物种·O2-超氧自由基,通过调控多元尖晶石材料的晶体结构、电子结构及多层次的微观结构等结构特性可以调变其物理化学特性及催化性能。（4）通过调变不同钴基尖晶石ACo2O4结构中的A位元素,利用溶剂热自模板方法调控合成一系列新型Co基尖晶石A1-χCoχ(AχCo2-χ)O4（A=Zn,Ni和Cu）纳米微球复合材料。结合多种表征手以及DFT理论计算,探究了不同A位占位元素对钴基尖晶石材料晶体结构以及微观形貌等结构特性及光学、光电等物理化学性质以及催化活性的影响规律。对于Co基尖晶石材料而言,NiCo2O4倾向于形成固体微球（SMs）结构,具有较高的光生电荷分离能力。ZnCo2O4易于形成核壳空心纳米微球结构（CSHoMs）,能吸附更多的CO2分子。CuCo2O4易于形成双壳空心纳米微球结构（DSHoMs）,具有较大的比表面积,较多的氧空位含量。Co基尖晶石A1-χCoχ(AχCo2-χ)O4（A=Zn,Ni,Cu）复合材料中,其金属离子和氧原子之间均存在着较强的相互作用,具有良好的可见光利用及高效的界面氧化还原等表面化学特性。利用CuCo2O4 DSHoMs,NiCo2O4 SMs和ZnCo2O4 CSHoMs可以实现温和条件下的CO2可见光活化催化还原而生成CO和CH4。同NiCo2O4 SMs和 ZnCo2O4 CSHoMs 相比,CuCo2O4 DSHoMs 产生更多的 CO（26.54 μmol h-1）,而 NiCo2O4 SMs的CH4生成量是CuCo2O4DSHoM约1.7倍。催化反应重复性试验表明,钴基尖晶石催化材料均具有良好的催化活性和稳定性,结合动态催化反应谱学表征结果提出了Co基尖晶石A1-χCoχ(AχCo2-χ)O4（A=Zn,Ni,Cu）HNMs复合材料光催化CO2还原机理。
笪良国[6]（2020）在《层状钛（铌）多聚酸盐的结构特征及光催化脱硫研究》文中研究指明层状钛（铌）多聚酸盐是一种新型的光催化材料,为了构建新型高效脱硫光催化剂并实现对其可控组装改性,本研究采用密度泛函理论计算了系列层状钛（铌）多聚酸盐的几何结构和电子结构、深入分析了层间阳离子对层状材料能带结构的影响,讨论了影响层状钛（铌）多聚酸盐光催化氧化性能的主要因素及其对有机硫污染物吸附与光催化氧化机理,为构建、开发绿色高效去除有机硫污染物光催化材料提供了有益参考。运用密度泛函理论,通过Materials Studio软件中的CASTEP和DMo13程序,系统计算了层状钛（铌）多聚酸盐的几何结构、能带组成以及态密度等相关性质,从理论上解释了不同类型层状钛（铌）多聚酸盐材料的结构特征与带隙成因。钛酸盐的带隙能量随着组成的变化而变化,价带主要由O2p和Ti3d组成,导带主要由Ti3d和O2p组成,同时,O2s、Ti4s不同程度地参与了价带和导带的形成,对体系带隙能量的变化有一定的影响。层状铌酸盐的价带主要由O2p和Nb4d组成,导带主要由Nb4d和O2p组成,同时,O2s和Nb5s也不同程度地参与了价带或导带的形成,从而使其带隙能量发生变化。层状钛铌酸盐的能带结构相对比较复杂,随着体系的变化其能带组成发生相应的变化。在K3Ti5NbO14和KTi6Nb5O25中,O2p、Nb4d、Nb5s、Ti3d和Ti4s都参与了价带的形成,Nb4d、Ti3d和O2p轨道都参与形成了导带,但在K3Ti5NbO14中,Ti3p、Nb5s和Ti4s对价带和导带的形成都有贡献,从而导致K3Ti5NbO14的禁带宽度比KTi6Nb5O25的要宽0.863eV。在几何结构上,K2Ti2O5、K2Ti3O7、K2Ti4O9、KNbO3、KNb3O8、K3Ti5NbO14、KTi6Nb5O25 这些体系中,阳离子处在开放或隧道较大的层间,可以在实验上通过离子交换等方式进行修饰和改性;K2Ti6O13、K2Ti7O15、K2Ti8O17、K2Nb4O11、K3Nb7O19 这些体系中,阳离子处在封闭的层间隧道中,不易被替换。深入讨论层间阳离子对层状钛（铌）多聚酸盐带隙结构的影响。库仑力场的影响。随着层间离子半径的减小,库仑力场增加,对八面体结构MO6（M=Ti、Nb）中O2p极化作用增强,导致M—O—M,键发生较大畸变,进而影响到材料价带和导带位置;随着层间阳离子电荷的增加,层间阳离子与层板之间的相互作用增强,高电荷的阳离子与多个MO6八面体相互作用,与氧原子之间的距离增大,使层间阳离子与氧之间的相互作用变弱,其价层轨道与O2p之间杂化变弱,禁带宽度变窄。阳离子杂化的影响。层间阳离子存在与O2p轨道杂化的现象,并且在价带和导带中都有一定的贡献,杂化程度不同,贡献大小不一样,对材料带隙能量的影响取决于阳离子提供杂化轨道的能级与O2p轨道能级的高低。阳离子电子结构的影响。层间离子的电子组态发生变化时,对价带和导带的贡献程度发生了变化,进而导致材料的带隙能量不同。氢离子的特性。H+常常选择与O2-结合,对O2p极化作用相对于金属阳离子而言有所增强,导致带隙能量发生变化,光谱响应区间发生移动。在 KNbO3 和 HNbO3、KNb3O8 和 HNb3O8、K2Nb4O11和H2Nb4O11、K2Ti4O9 和 H2Ti4O9、K4Nb6O17 和 H4Nb6O17、KTiNbO5 和 HTiNbO5、K3Ti5NbO14和H3Ti5NbO14等这些体系中,由于H+的极化作用,导致其带隙能量比相应盐的带隙能量要小;在K2Ti2O5和H2Ti2O5、K2Ti6O13和H2Ti6O13等这些体系中的影响效果则相反,这主要与H1s参与能带形成时体系整体能量变化有关。运用实验和理论计算相结合的方法研究了层状（钛）铌多聚酸盐对有机硫污染物吸附与光催化氧化性能。层板组成与结构对硫化物吸附性能的影响。材料的光谱响应随着组成层板主体结构的金属氧化物的不同而不同。材料对硫化物的吸附性随着聚合度（Ti/O、Nb/O或Ti/Nb）的变化而变化,材料的相结构变化对催化氧化硫化物的影响比较大。阳离子结构特征对硫化物吸附性能的影响。讨论了层间阳离子电子结构不同产生的光谱响应区间的变化,影响其对硫化物的吸附性能。在对SrNb2O6和SnNb2O6能带分析中发现,层间离子价层电子组态由4d0变化到4d105s2时,Sn2+的5s轨道参与形成了 SnNb2O6的价带,抬高了价带的位置,5s轨道上的电子优先填充在价带上,从而改变了 SnNb2O6的带隙能量,影响其对硫化物的吸附性能。提出层状钛铌酸盐对甲硫醇的可能氧化机理。根据半导体光催化剂催化氧化的基本原理,通过具体实验并结合大量实验数据的总结归纳,再通过有机硫污染物甲硫醇等活性位点的理论计算与分析,提出了层状钛铌酸盐对有机硫污染物（以甲硫醇为代表）的吸附和光催化氧化的可能机理。通过对层状钛（铌）酸盐结构特征、带隙成因及其对有机硫污染物吸附与光催化氧化的研究,为进一步构建、开发以及修饰新型层状光催化材料提供了理论参考。图129表18参265
回天力[7]（2020）在《氧化物/非晶碳修饰的PtGa合金催化剂制备及其在不饱和醛加氢中的界面作用》文中研究指明α,β-不饱和醛是一类重要的化工原料,其C=O键选择性加氢产物不饱和醇类化合物更是香料、医药等产品生产过程中广泛使用的化学中间体,具有重要的经济价值。肉桂醛作为一种典型的α,β-不饱和醛探针分子,常用于C=C键和C=O键竞争性加氢机理和催化剂构效关系研究。在热力学上,C=C键比C=O键更容易发生加氢,因此实现高选择性的C=O键加氢极具挑战性。负载型金属催化剂是工业应用最为广泛的催化剂,其表界面结构是决定催化剂性能的关键因素。界面结构的构筑可以通过电子转移改变催化剂的电子结构,并利用对几何结构的修饰作用调节空间位阻效应,能够显着地影响催化剂的C=O选择性。基于以上特点,实现金属-载体界面结构的精准构筑是构建高性能α,β-不饱和醛加氢催化剂的一种关键手段。本论文以肉桂醛的选择性加氢为目标反应,以层状前驱体法制备的高分散合金催化剂为研究对象,针对合金催化剂对不饱和醇选择性不足的问题,提出了利用H2-O2循环气氛诱导法原位构筑氧化物@合金界面结构以提升C=O键选择性的新策略;进一步针对传统氧化物@合金界面结构由于活性位点被覆盖导致活性下降的问题,提出了利用H2/CO2混合气氛诱导法非原位构筑可渗透的非晶碳@合金界面结构,从而在改善选择性的同时保持活性的新思路,并揭示了不同类型界面结构所产生的界面效应对肉桂醛选择性加氢催化性能的影响机制。（1）以C=O键加氢选择性强化为出发点,以PtCl62-/MgAlGa-LDHs为催化剂前驱体,在H2-O2循环气氛下合成了具有Ga2O3@PtGa氧化物界面结构的合金催化剂,并通过改变气氛处理的循环次数实现了界面结构包覆程度的有效调节,重点探究了 Ga2O3@PtGa界面结构的构筑对催化性能的影响。Cs-corrected STEM、CO chemisorption和CO-DRIFT揭示了 PtGa合金纳米颗粒被Ga2O3界面层部分包覆,且Ga2O3界面层具有不可渗透的特点,降低了活性金属的暴露度。Ga2O3@PtGa催化剂在肉桂醛加氢反应中的C=O选择性达到87.5%,高于无界面的 PtGa 合金催化剂（71.7%）。Cinnamaldehyde adsorbed-DRIFT阐明了催化剂C=O键的选择性的提高可以归因于Ga2O3@PtGa界面结构能够通过位阻效应有效改善反应物的吸附态,减弱C=C键的吸附而选择性地活化C=O键。但同时,由于Ga2O3界面层的构筑引起催化剂活性位点数量的降低,导致反应2h的转化率由无界面PtGa催化剂的58.7%降低至46.6%,而催化剂的肉桂醇产率基本保持不变（42.1%和40.8%）。（2）以C=O键选择性提高的同时,保持催化剂的高活性为出发点,以PtCl62-/MgAlGa-LDHs为前驱体,在H2/CO2混合气氛下合成了具有C@PtGa非氧化物界面结构的合金催化剂,通过调变气氛处理温度和时间来调节界面结构的包覆程度,阐明了了 C@PtGa结构带来的界面效应对催化性能的影响。Cs-corrected STEM、EELS和CO chemisorption揭示了 PtGa合金纳米颗粒很好地被薄的非晶碳层覆盖,该碳界面层具有多孔可渗透的特点,活性金属暴露度无明显下降。C@PtGa催化剂在反应2h的转化率为90.7%,本征活性TOF为1546 h-1,C=O选择性为93.6%,所有指标均远高于无界面结构PtGa合金催化剂（58.7%、891 h-1、71.7%）和具有 Ga2O3@PtGa 界面结构的 PtGa合金催化剂（46.6%、866h-1、87.5%）。XPS、XAF 和 cinnamaldehyde absorbed-DRIFT则阐明了 C@PtGa界面结构的构筑有利于活性位点电子密度的提升,并通过空间位阻效应显着优化肉桂醛的吸附态,提高C=O键的选择性。尤为突出的是,非晶碳层可渗透的特点有利于保持活性金属的可接近性,且优化的肉桂醛吸附态还具有更高的C=O键活化能力,这使催化活性不但实现了保持还得到了大幅提高。
黄仁静[8]（2020）在《ZnO基紫外光电探测器的制备和性能研究》文中研究指明紫外光探测器目前已广泛应用于空间通信、环境监测、航空航天、化学分析等多种领域,研究具有良好性能的紫外光探测器很有必要。单一材料的光电性能往往受到限制,而复合结构可以改善单一材料的不足。基于此本文分别制备了ZnO/ZnS异质结构、ZnO/ZnWO4异质结构,并研究不同结构的光电性能,主要研究成果如下:1.采用普通水热法在导电玻璃上生长垂直于衬底的ZnO纳米棒阵列。通过单因素实验探究了种子层Zn2+浓度、生长液Zn2+浓度、水热反应温度和水热生长时间等对ZnO纳米棒阵列缺陷态的影响,确立了最佳的实验参数:种子层Zn2+浓度为0.01 M、生长液Zn2+浓度为0.025 M、生长时间为4 h、生长温度为95℃。2.采用真空硫化法在ZnO上复合了ZnS材料并探究了以ZnS/ZnO复合结构为光阳极的PECC（光化学电池）型紫外光电探测器的光电性能。结果表明:该结构的紫外光电探测器的开路电压VOC为0.6 V,短路电流ISC为5.63μA,灵敏度为401,相比于纯ZnO纳米棒阵列的119.7提高了许多,响应度也从2.81 A/W提高为9.38 A/W。光响应电流的提高归因于复合材料形成的Ⅱ型异质结构,而光响应速度变慢是因为复合结构的电子有效质量大于带氧空位缺陷ZnO的电子有效质量。3.采用还原法与热蒸发法结合制备了ZnO/ZnWO4复合结构,以ZnO/ZnWO4异质结构为光阳极制备PECC型紫外光电探测器并测试其光电性能。结果表明该种结构的探测器具有非常高的响应性能(VOC=0.495 V,ISC=12.19μA),且基于ZnO/ZnWO4纳米棒阵列的光电探测器的灵敏度（869.71）优于基于裸ZnO纳米棒阵列的光电探测器的灵敏度（119）。前者响应度为20.31 A/W,后者响应度为2.81 A/W。同时,光电流的上升时间和下降时间均缩短。对纯ZnO与ZnO/ZnWO4结构进行了带阶排列分析,结果表明异质结构导致能带向上弯曲,说明该复合材料能够促进光生载流子的有效分离。
刘燚[9]（2020）在《掺杂对In2S3光/磁特性及电子结构影响研究》文中进行了进一步梳理自旋电子学器件同时利用了电子的自旋和电荷属性,具有速度快、存储密度大、体积小、能耗低和非易失性等诸多优点在电子信息科学与技术领域具有十分广阔的应用前景。稀磁半导体被视为制造自旋电子学器件最具潜力的后备材料,现已成为该领域的研究热点。若把材料的光学、电学以及磁学性能结合到一起,将产生集磁光电为一体的新一代多功能自旋电子学器件。硫化铟（In2S3）具有缺陷尖晶石结构,其晶体中存在大量的空位缺陷,有利于客体离子的掺入。此外In2S3还具有低毒、高化学稳定性和良好的光学、电学性质,已被广泛应用于光催化、太阳能电池、自旋依赖的光电器件等多功能设备中。掺杂作为改变半导体材料性能的有效手段,通过不同浓度的元素掺杂可实现对材料光学和磁学性质的调控。本论文以In2S3为主体材料,选取稀土元素（Gd、Tm、Sm）和过渡金属（Cu）作为掺杂剂,制备出了具有发光、光电和室温铁磁性的In2S3基纳米颗粒。实验研究了掺杂浓度对其光学和磁学性能的影响,并通过第一性原理计算对体系的电子结构和磁性来源进行了系统分析。本文的主要研究成果如下:1.利用气-液相化学反应方法制备了四方相未掺杂和不同掺杂浓度的In2S3:Gd纳米颗粒,其晶粒尺寸约为3-5 nm。紫外-可见吸收光谱显示样品在可见光范围具有很强的吸收,并且随着掺杂浓度的增加,带隙值呈现出先增加后减小的规律。由于所制备样品的粒径小于In2S3的激子波尔半径（33.8 nm）,致使样品的光致发光（PL）光谱发生了蓝移,表现出明显的量子限制效应,同时Gd掺杂浓度可影响PL光谱的强度。磁性测量结果表明制备的样品具有室温铁磁性,饱和磁化强度随Gd掺杂浓度的增加呈先增加后减小的趋势,并基于束缚磁极化子理论对该现象做出了合理解释。第一性原理计算表明,铁磁性由In空位和掺杂的Gd3+离子所致,磁矩贡献主要来自于In空位周围最邻近的S 3p态和Gd 4f态。2.合成出了不同掺杂浓度的In2S3:Tm纳米颗粒（粒径尺寸3-5 nm）,掺杂稀土元素Tm导致体系光吸收边红移、带隙减小,同时在686 nm和789 nm处观察到了Tm3+离子3H6→3H2,3和3H6→3H4能级跃迁的吸收峰。较低Tm掺杂浓度导致样品PL强度增强,当掺杂浓度超过1.22 at.%时,由于发生浓度淬灭现象PL强度减弱,经分析浓度淬灭机制为电偶极-电偶极相互作用。样品荧光寿命随Tm掺杂浓度的增加而减小,证明了基质In2S3和掺杂Tm3+离子之间存在有效的能量传递。通过对p-Si/In2S3异质结构的光电性能测试,说明Tm3+离子的引入显着提高了In2S3对可见光的敏感性。此外,In2S3:Tm纳米颗粒还显示出了室温铁磁性,通过改变Tm掺杂浓度,样品的饱和磁化强度可调。从理论计算的态密度图可知,Tm掺杂后带隙减小、载流子浓度增加,样品的铁磁性主要由Tm 4f轨道电子提供。3.制备了具有较高纯度的未掺杂和不同掺杂浓度的In2S3:Sm纳米颗粒（大约3-5 nm）,通过调节Sm掺杂浓度可调控体系的带隙值,并且掺杂可增加样品的内部缺陷、降低局域对称性,从而增强PL强度。所制备的样品均显示出室温铁磁性,并且随Sm掺杂浓度的增加饱和磁化强度表现出先升高再下降的趋势。未掺杂In2S3纳米颗粒显示出的微弱铁磁性由晶体生长过程中所形成的空位缺陷引起,通过第一性原理计算证实了In2S3的磁性由In空位诱导。包含In空位和Sm掺杂的复合缺陷体系的磁性来自于In空位周围最近邻的S 3p态和Sm 4f态。能带结构计算结果表明,体系跃迁类型为间接跃迁并且掺杂Sm元素后禁带宽度减小,与紫外-可见漫反射光谱的测试结果一致。4.研究了具有室温铁磁性的纯In2S3和In2S3:Cu纳米颗粒,通过改变Cu掺杂量可调节晶体的光吸收带边位置,同时掺杂可增加样品的缺陷态进而导致PL强度增强。样品的饱和磁化强度随Cu掺杂浓度的增加而单调增大,说明Cu掺杂能够增强In2S3的铁磁性。通过第一性原理计算表明In空位对诱导In2S3:Cu铁磁性起到了至关重要的作用,Cu掺杂后体系的自旋极化现象由S 3p和Cu 3d态之间的轨道杂化引起,磁矩贡献主要来自于In空位周围S原子的3p态和Cu原子的3d态。
范源源[10]（2020）在《柔性复合衬底表面水热法生长掺杂型ZnO及其性能研究》文中进行了进一步梳理ZnO作为一种性能优异的光电材料,受到了世界各国研究人员的广泛关注。随着纳米科技的发展,低维ZnO纳米结构作为构筑柔性光电器件的基本单元吸引了大家的研究兴趣。但未经调控的ZnO存在着各种缺陷,通常不能直接应用。ZnO的带隙对光电子性质起着重要的作用,并决定着它们的应用。常通过掺杂方式调节带隙以实现新的应用。薄膜技术的进步使得柔性器件应运而生,比如可弯曲晶体管和可伸缩电路,这些技术的进步使得制造电子产品更加容易。然而,没有柔性材料的优化组合,是难以制造出更加完美的柔性器件。因此,想要实现ZnO在柔性器件中的应用,必须探索出适用于ZnO的柔性衬底材料。本研究正是基于此背景展开研究,采用简单水热法在双层柔性衬底上制备Ag-ZnO/PET-GR、In-ZnO/Cu-GR、Ag-ZnO/Cu-GR三种复合纳米结构,研究Ag、In掺杂浓度对结构和性能的影响,进而揭示掺杂ZnO/柔性衬底的复合结构演变、复合发光及光催化等性能以及相关机制。采用离子溅射结合低温水热法合成了不同Ag掺杂浓度Ag-ZnO/PET-GR复合结构。研究结果表明:ZnO表面形成了Ag金属颗粒负载,Ag成功进入ZnO晶格;随着Ag掺杂浓度的变化,ZnO形貌基本没有发生明显改变,均为纳米棒状结构,且随着Ag掺杂含量的增加,倾斜生长越明显,纳米棒的尺寸也逐渐减小。ZnO薄膜的禁带宽度随Ag掺杂含量的增加而降低,并可表达为Eg（eV）=3.12-0.0122xAg的线性关系。掺杂5%Ag的Ag-ZnO薄膜具有最大的载流子浓度,最高的迁移率和较小的电阻率,较好的电学性能。对催化活性较高的5%Ag-ZnO薄膜形貌修饰后,获得了高催化活性。采用金属柔性衬底Cu-GR,以In为掺杂元素利用简单水热法成功合成了不同In掺杂的In-ZnO/Cu-GR复合结构。研究结果表明:Cu-GR衬底和ZnO晶格失配导致ZnO纳米棒无法在衬底表面垂直生长。In-ZnO/Cu-GR复合结构的PL谱存在近紫外发光发射峰和可见光区的宽蓝色发射带;随着In掺杂浓度的增加,蓝色发射带峰强先增加再减小,而紫外发光峰基本不变,对光催化性能有着重要影响,峰强低,催化效果好。衬底和掺杂元素均对复合结构的催化活性有影响。利用简单水热法在Cu-GR柔性衬底上合成了具有特殊形貌的Ag掺杂梳状ZnO纳米结构,并对不同浓度Ag掺杂ZnO纳米结构演变机制进行了探讨。随着Ag掺杂量的增加,沉积在Cu-GR衬底上的ZnO表现出（101）择优取向,形成的ZnO纳米片为ZnO梳状结构的生长提供了位点。随着浓度的继续增加,ZnO形貌发生改变。Ag-ZnO/Cu-GR复合结构具有较好的催化活性,随着Ag掺杂含量的增加而增加,其性质与阻抗谱也有关系,阻抗谱电阻越小,光催化效果越好。
二、ZnO及其缺陷电子结构对光谱特性的影响（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、ZnO及其缺陷电子结构对光谱特性的影响（论文提纲范文）
（1）炭载钌/铂制氢催化剂活性位结构调控及动力学研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 研究内容 |
| 第2章 文献综述 |
| 2.1 催化剂活性位的辨认方法 |
| 2.1.1 理论计算 |
| 2.1.2 模型催化剂 |
| 2.1.3 原位表征应用 |
| 2.2 催化活性的调控方法 |
| 2.2.1 几何结构的影响及调控方法 |
| 2.2.2 电子结构的影响及调控方法 |
| 第3章 实验部分 |
| 3.1 原料和试剂 |
| 3.2 载体与催化剂的制备 |
| 3.2.1 炭载Ru/Pt纳米催化剂的制备 |
| 3.2.2 碳纳米管表面官能团改性 |
| 3.3 催化剂的表征 |
| 3.3.1 X射线粉末衍射分析(XRD) |
| 3.3.2 热重分析(TG) |
| 3.3.3 N_2物理吸附(N_2-BET) |
| 3.3.4 傅里叶变换红外光谱(FT-IR) |
| 3.3.5 拉曼光谱(Raman) |
| 3.3.6 电镜分析(HRTEM&HAADF-STEM) |
| 3.3.7 元素分析(ICP) |
| 3.3.8 X射线光电子能谱(XPS) |
| 3.3.9 X射线射线吸收谱(XAS) |
| 3.3.10 程序升温还原(H_2-TPR) |
| 3.4 催化剂产氢性能考评 |
| 3.4.1 实验流程 |
| 3.4.2 数据处理 |
| 3.5 理论计算方法和模型 |
| 第4章 钌炭催化剂氨硼烷水解的活性位辨认 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 钌催化氨硼烷水解的反应特性分析 |
| 4.2.1 钌催化剂粒径效应的研究 |
| 4.2.2 钌催化剂的动力学解析 |
| 4.3 钌主要反应活性位的辨认 |
| 4.4 钌炭催化剂活性位的验证 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 钌炭催化剂活性位调控 |
| 5.1 前言 |
| 5.2 钴助剂对活性位的调控作用 |
| 5.3 氯离子对钌活性位的调控作用 |
| 5.3.1 理论计算Cl吸附对催化活性的影响 |
| 5.3.2 Cl吸附的催化表现及实验表征 |
| 5.4 预处理方法对活性位的调控作用 |
| 5.4.1 理论计算预测反应活性 |
| 5.4.2 酸洗后催化剂的结构表征 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 铂炭催化剂活性位调控 |
| 6.1 前言 |
| 6.2 铂炭催化剂电子结构的调变方法 |
| 6.2.1 理论计算预测铂炭复合物电子结构 |
| 6.2.2 氧化焙烧碳纳米管的表征及定量 |
| 6.3 铂炭复合催化剂反应特性的分析 |
| 6.3.1 铂炭纳米复合物的催化性能 |
| 6.3.2 铂炭纳米复合物的结构表征 |
| 6.4 铂炭复合物的电子协同效应 |
| 6.5 本章小结 |
| 第7章 炭载铂钌制氢催化剂纳米反应动力学 |
| 7.1 前言 |
| 7.2 钌炭催化剂的动力学表征 |
| 7.3 铂炭复合物催化剂动力学表征 |
| 7.4 基于催化剂表面结构的反应动力学建立 |
| 7.4.1 催化剂活性位数目参数计算 |
| 7.4.2 催化剂活性位活性的动力学推导 |
| 7.4.3 催化剂活性位活性描述符关联 |
| 7.5 铂炭催化剂“纳米”动力学建立 |
| 7.6 本章小结 |
| 第8章 结论与展望 |
| 8.1 结论 |
| 8.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录 |
（2）应用同步辐射光电子能谱等表面科学技术原位研究Cu基模型催化剂的结构与稳定性（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 附录 专有名词缩写表 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 Cu基催化剂 |
| 1.2.1 Cu基催化剂的研究现状 |
| 1.2.2 Cu基催化剂的制备方法 |
| 1.2.3 Cu基模型催化剂的应用 |
| 1.2.4 Cu_xO/Cu模型催化剂研究进展 |
| 1.2.5 FeOx/Cu模型催化剂研究进展 |
| 1.2.6 Cu/CeO_(2-x)模型催化剂研究进展 |
| 1.3 本文的选题思路和主要研究内容 |
| 参考文献 |
| 第2章 实验方法 |
| 2.1 光电子能谱(Photoemission spectroscopy, PES) |
| 2.1.1 基本原理 |
| 2.1.2 光电子能谱的分类 |
| 2.2 扫描隧道显微镜(Scanning tunneling microscopy, STM) |
| 2.2.1 扫描隧道显微镜的基本原理 |
| 2.2.2 扫描隧道显微镜的基本组成 |
| 2.2.3 扫描隧道显微镜的工作模式 |
| 2.3 低能电子衍射(Low energy electron diffraction,LEED) |
| 2.4 红外光谱技术(Infrared spectroscopy, IR) |
| 2.4.1 红外光谱分析原理 |
| 2.4.2 红外光谱的基本组成 |
| 2.4.3 红外反射吸收光谱技术(RAIRS)在表面科学上的应用 |
| 2.5 程序升温脱附(Temperature programmed desorption,TPD) |
| 2.6 实验装置介绍 |
| 2.6.1 国家同步辐射实验室催化与表面科学实验站介绍 |
| 2.6.2 中科合成油公司表面科学实验室介绍 |
| 参考文献 |
| 第3章 甲酸在Cu_xO/Cu(100)表面的吸附分解路线研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验内容 |
| 3.3 实验结果 |
| 3.3.1 三种不同氧覆盖度的Cu(100)表面的制备 |
| 3.3.2 甲酸分子在不同氧覆盖度的Cu(100)表面的吸附 |
| 3.3.3 甲酸盐物种的分解路线研究 |
| 3.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第4章 FeO_x/Cu(100)倒置模型催化剂的制备和界面性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验内容 |
| 4.3 实验结果 |
| 4.3.1 亚单层FeO(111)薄膜在Cu(100)表面的生长 |
| 4.3.2 多层FeO_x薄膜在Cu(100)表面的生长 |
| 4.3.3 FeO(111)/Cu_xO/Cu(100)界面氧活性的研究 |
| 4.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第5章 Cu与部分还原CeO_(2-x)(111)薄膜的界面相互作用研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验内容 |
| 5.3 实验结果 |
| 5.3.1 室温条件下Cu在CeO_(2-x)(111)面上的生长 |
| 5.3.2 Cu纳米颗粒在CeO_(1.75)(111)表面上热稳定性的研究 |
| 5.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 在攻读博士学位期间发表的学术论文 |
（3）二维非层状金属氧族化合物的电子结构调控及其光催化应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 二维非层状材料的研究进展 |
| 1.2.1 二维非层状材料的结构特征与分类 |
| 1.2.2 二维非层状材料的合成方法 |
| 1.3 二维非层状材料的电子结构调控 |
| 1.3.1 元素掺杂 |
| 1.3.2 空位缺陷工程 |
| 1.3.3 厚度控制 |
| 1.3.4 异质结构筑 |
| 1.4 二维非层状材料的光催化应用进展 |
| 1.4.1 光催化甲醛氧化 |
| 1.4.2 光催化二氧化碳还原 |
| 1.4.3 光催化甲烷氧化 |
| 1.5 本论文的选题背景和研究内容 |
| 参考文献 |
| 第2章 缺陷态钨酸铋超薄片的制备及其光催化甲醛氧化性能 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 样品制备 |
| 2.2.2 样品表征 |
| 2.2.3 光催化甲醛氧化性能测试 |
| 2.2.4 同位素标记实验 |
| 2.2.5 原位电子顺磁共振谱测试 |
| 2.2.6 反应体系中H_2O_2的检测 |
| 2.2.7 原位傅里叶变换红外光谱测试 |
| 2.2.8 密度泛函理论计算 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 Bi_2WO_6超薄片和缺陷态Bi_2WO_6超薄片的结构表征 |
| 2.3.2 Bi_2WO_6超薄片和缺陷态Bi_2WO_6超薄片的光催化HCHO氧化性能研究 |
| 2.3.3 Bi_2WO_6超薄片和缺陷态Bi_2WO_6超薄片的光催化HCHO氧化机理研究 |
| 2.3.4 Bi_2WO_6超薄片和缺陷态Bi_2WO_6超薄片的光催化HCHO氧化的第一性原理计算 |
| 2.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第3章 具有面内异质结构的硫化铟超薄片的制备及其光催化二氧化碳还原性能 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 样品制备 |
| 3.2.2 样品表征 |
| 3.2.3 光催化CO_2还原性能测试 |
| 3.2.4 原位傅里叶变换红外光谱测试 |
| 3.2.5 密度泛函理论计算 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 In_2S_3超薄片和Ag_2S-In_2S_3超薄片的合成和微结构表征 |
| 3.3.2 In_2S_3超薄片和Ag2S-In_2S_3超薄片的电子结构研究 |
| 3.3.3 In_2S_3超薄片和Ag_2S-In_2S_3超薄片的光生载流子动力学研究 |
| 3.3.4 In_2S_3超薄片和Ag_2S-In_2S_3超薄片的光催化CO_2还原性能研究 |
| 3.3.5 In_2S_3超薄片和Ag_2S-In_2S_3超薄片的光催化CO_2还原机理研究 |
| 3.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第4章 具有不对称位点对的二硫化镍超薄片的制备及其光还原二氧化碳性能 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 样品制备 |
| 4.2.2 样品表征 |
| 4.2.3 光催化CO_2还原性能测试 |
| 4.2.4 准原位拉曼光谱测试 |
| 4.2.5 原位傅里叶变换红外光谱测试 |
| 4.2.6 密度泛函理论计算 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 NiS_2超薄片和Co掺杂NiS_2超薄片的合成和微结构表征 |
| 4.3.2 NiS_2超薄片和Co掺杂NiS_2超薄片的电子结构研究 |
| 4.3.3 NiS_2超薄片和Co掺杂NiS_2超薄片的光催化CO_2还原性能研究 |
| 4.3.4 NiS_2超薄片和Co掺杂NiS_2超薄片的光催化CO_2还原机理研究 |
| 4.3.5 NiS_2超薄片和Co掺杂NiS_2超薄片的光催化CO_2还原第一性原理计算 |
| 4.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 攻读博士期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
（4）二氧化碳电催化还原中催化剂的电子态调控（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 二氧化碳电催化还原反应研究历程及发展现状 |
| 1.3 二氧化碳电催化还原反应原理 |
| 1.3.1 二氧化碳电催化还原反应碳—产物形成原理 |
| 1.3.2 二氧化碳电催化还原反应多碳产物形成原理 |
| 1.4 二氧化碳电催化还原反应简介 |
| 1.4.1 二氧化碳电催化还原反应装置简介 |
| 1.4.2 二氧化碳电催化还原反应性能评价指标 |
| 1.4.3 二氧化碳电催化还原反应机理探究 |
| 1.5 二氧化碳电催化还原反应常见催化体系和催化剂调策略 |
| 1.5.1 二氧化碳电催化还原反应常见催化体系 |
| 1.5.2 二氧化碳电催化还原反应催化剂电子态调策略 |
| 参考文献 |
| 第二章 氧化锌纳米片中引入氧空位增强二氧化碳电催化还原制备一氧化碳活性 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 实验试剂 |
| 2.2.2 样品制备 |
| 2.2.3 电催化测试 |
| 2.2.4 密度泛函理论(DFT)计算 |
| 2.2.5 仪器设备 |
| 2.3 结果分析与讨论 |
| 2.3.1 氧空位诱导的局域电子结构分析 |
| 2.3.2 含氧空位的氧化锌纳米片结构表征 |
| 2.3.3 二氧化碳电催化还原反应性能测试 |
| 2.3.4 二氧化碳电催化还原反应机理探究 |
| 2.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 钴基分子催化剂对二氧化碳的配位活化 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验试剂及仪器设备 |
| 3.2.2 样品制备 |
| 3.2.3 电催化测试 |
| 3.2.4 漫反射傅里叶变换红外光谱(DRIFTS)测试 |
| 3.2.5 密度泛函理论(DFT)计算 |
| 3.3 结果分析与讨论 |
| 3.3.1 催化剂结构表征 |
| 3.3.2 二氧化碳电催化还原反应性能探究 |
| 3.3.3 二氧化碳电催化还原反应机理研究 |
| 3.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 钴基分子催化剂的电子自旋调控促进二氧化碳电催化活化 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 实验试剂 |
| 4.2.2 钴基分子催化剂的制备 |
| 4.2.3 电催化测试 |
| 4.2.4 二氧化碳(~(13)CO_2)同位素实验 |
| 4.2.5 变温磁化率测试 |
| 4.2.6 密度泛函理论(DFT)计算 |
| 4.2.7 仪器设备 |
| 4.3 结果分析与讨论 |
| 4.3.1 钴基分子催化剂的结构表征 |
| 4.3.2 二氧化碳电催化还原反应催化性能 |
| 4.3.3 二氧化碳电催化还原反应机理探究 |
| 4.3.4 电子自旋态对二氧化碳活化的理论研究 |
| 4.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 总结与展望 |
| 致谢 |
| 在读期间已取得的科研成果 |
（5）多元尖晶石结构材料的构建、表征及其光助催化性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 主要英文缩写对照表 |
| 主要符号表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 半导体光电化学光助催化技术的研究进展 |
| 1.1.1 半导体光电化学光助催化技术的研究概况 |
| 1.1.2 半导体光电化学光助催化技术原理 |
| 1.1.3 半导体光电化学光助催化技术的影响因素 |
| 1.2 半导体结构材料改性方法 |
| 1.2.1 新型可见光响应半导体结构材料的开发 |
| 1.2.2 半导体光电功能材料改性方法 |
| 1.2.3 多技术耦合体系 |
| 1.3 (X_xY_(1-x))~A(Y_xX_(2-x))~BMe_4尖晶石型半导体结构材料研究概述 |
| 1.3.1 (X_xY_(1-x))~A(Y_xX_(2-x))~BMe_4尖晶石型半导体材料的晶体结构 |
| 1.3.2 (X_xY_(1-x))~A(Y_xX_(2-x))~BMe_4尖晶石型半导体材料的应用 |
| 1.4 本文主要研究思路与内容 |
| 1.4.1 选题依据及研究意义 |
| 1.4.2 研究内容 |
| 1.4.3 技术路线 |
| 2 Cu_(0.5)Zn_(0.5)Fe_2O_4 QDs/TiO_2 NAEs纳米管阵列电极材料的构建、表征及其光电化学和光催化性能研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 实验材料与仪器 |
| 2.2.2 电极制备 |
| 2.2.3 Cu_(0.5)Zn_(0.5)Fe_2O_4 (QDs)/TiO_2 NAEs复合电极材料的表征及分析手段 |
| 2.2.4 Cu_(0.5)Zn_(0.5)Fe_2O_4 QDs/TiO_2 NAEs复合电极材料的电化学表征 |
| 2.2.5 基于Cu_(0.5)Zn_(0.5)Fe_2O_4 QDs/TiO_2 NAEs复合电极材料光电耦合体系降解污染物 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 Cu_(0.5)Zn_(0.5)Fe_2O_4 QDs/TiO_2 NAEs复合电极材料微观形貌及结构分析 |
| 2.3.2 Cu_(0.5)Zn_(0.5)Fe_2O_4 QDs/TiO_2 NAEs复合电极材料的光学性能 |
| 2.3.3 动力学测试 |
| 2.3.4 Cu_(0.5)Zn_(0.5)Fe_2O_4 QDs/TiO_2 NAEs复合电极材料的光电化学测试 |
| 2.3.5 Cu_(0.5)Zn_(0.5)Fe_2O_4 QDs/TiO_2 NAEs复合电极材料的光电催化特性 |
| 2.3.6 Cu_(0.5)Zn_(0.5)Fe_2O_4 QDs/TiO_2 NAEs复合电极材料光电催化降解机理探讨 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 Cu_xZn_(1-x)Fe_2O_4(0≤x≤1)尖晶石光催化类芬顿耦合体系的构建及其催化性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验材料与仪器 |
| 3.2.2 Cu_xZn_(1-x)Fe_2O_4(0≤x≤1)多级卵黄壳空心纳米微球材料的制备 |
| 3.2.3 Cu_xZn_(1-x)Fe_2O_4(0≤x≤1)HYSHNMs光催化类芬顿耦合体系的构建 |
| 3.2.4 材料表征及测试 |
| 3.2.5 DFT量化计算 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 形貌分析 |
| 3.3.2 物理化学性质分析 |
| 3.3.3 光学性能分析 |
| 3.3.4 光助催化性能研究 |
| 3.3.5 动力学研究 |
| 3.3.6 硫酸根自由基的产生机理 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 Cu-Zn-Fe多元尖晶石多级空心纳米微球材料的构建、表征及光催化性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 实验材料与仪器 |
| 4.2.2 Cu-Zn-Fe多元尖晶石多级空心纳米微球材料的构建 |
| 4.2.3 Cu-Zn-Fe多元尖晶石多级空心纳米微球材料的表征 |
| 4.2.4 光催化还原CO_2性能研究 |
| 4.2.5 光催化氧化磺胺甲恶唑(SMX)性能研究 |
| 4.2.6 第一性原理DFT理论计算 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 催化材料形貌及结构表征 |
| 4.3.2 物理化学性质考察 |
| 4.3.3 光学性质 |
| 4.3.4 催化活性考察 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 A_(1-x)Co_x(A_xCo_(2-x))O_4(A=Zn,Ni和Cu)多级纳米微结构材料构建、表征及光还原CO_2性能研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 实验材料与仪器 |
| 5.2.2 催化剂制备 |
| 5.2.3 表征手段 |
| 5.2.4 DFT理论计算 |
| 5.2.5 CO_2光助催化还原性能研究 |
| 5.2.6 光电化学性能研究 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 形貌结构分析 |
| 5.3.2 钴基尖晶石多级纳米微球材料物理化学性质分析 |
| 5.3.3 钴基尖晶石多级纳米微球材料光学以及光电性能分析 |
| 5.3.4 钴基尖晶石纳米微球材料催化性能及机理分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 创新点摘要 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
| 攻读博士学位期间科研成果及科研项目 |
| 致谢 |
（6）层状钛（铌）多聚酸盐的结构特征及光催化脱硫研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 脱除有机硫污染物的常用方法 |
| 1.2.1 加氢脱硫 |
| 1.2.2 吸附脱硫 |
| 1.2.3 光催化氧化脱硫 |
| 1.2.4 其他脱硫方法 |
| 1.3 半导体光催化技术的研究现状 |
| 1.3.1 半导体光催化反应的影响因素 |
| 1.3.2 提高半导体光催化效率的途径 |
| 1.3.3 半导体光催化的应用 |
| 1.4 层状钛(铌)多聚酸盐的研究进展 |
| 1.4.1 层状钛(铌)多聚酸盐的结构 |
| 1.4.2 层状钛(铌)多聚酸盐的制备方法 |
| 1.4.3 层状钛(铌)多聚酸盐的性质 |
| 1.4.4 层状钛(铌)多聚酸盐的应用 |
| 1.5 脱除有机硫污染物的理论研究现状 |
| 1.5.1 加氢脱硫的理论研究 |
| 1.5.2 吸附脱硫的理论研究 |
| 1.5.3 光催化氧化脱硫的理论研究 |
| 1.5.4 其它脱硫方法的理论研究 |
| 1.6 本课题研究内容 |
| 2 理论计算及实验方法 |
| 2.1 密度泛函理论(DFT)基础 |
| 2.1.1 Hohenberg-Kohn定理 |
| 2.1.2 Kohn-Sham方程 |
| 2.1.3 交换相关泛函 |
| 2.2 超元胞模型和平面波赝势方法 |
| 2.2.1 超元胞模型 |
| 2.2.2 布洛赫定理 |
| 2.2.3 平面波赝势方法 |
| 2.3 第一性原理计算软件包简介 |
| 2.3.1 VASP |
| 2.3.2 SIETA |
| 2.3.3 Materials Studio |
| 2.4 论文中选取的计算方法 |
| 2.5 论文中的实验方法 |
| 3 层状钛(铌)多聚酸盐的几何结构与能带结构研究 |
| 3.1 层状钛多聚酸盐的几何结构与能带结构研究 |
| 3.1.1 K_2Ti_2O_5的几何结构与能带结构 |
| 3.1.2 K_2Ti_3O_7的几何结构与能带结构 |
| 3.1.3 K_2Ti_4O_9的几何结构与能带结构 |
| 3.1.4 K_2Ti_6O_(13)的几何结构与能带结构 |
| 3.1.5 K_2Ti_7O_(15)的几何结构与能带结构 |
| 3.1.6 K_2Ti_8O_(17)的几何结构与能带结构 |
| 3.2 层状铌多聚酸盐的几何结构与能带结构研究 |
| 3.2.1 KNbO_3的几何结构与能带结构 |
| 3.2.2 KNb_3O_8的几何结构与能带结构 |
| 3.2.3 K_2Nb_4O_(11)的几何结构与能带结构 |
| 3.2.4 K_3Nb_7O_(19)的几何结构与能带结构 |
| 3.3 层状钛铌多聚酸盐的几何结构与能带结构研究 |
| 3.3.1 K_3Ti_5NbO_(14)的几何结构与能带结构 |
| 3.3.2 KTi_6Nb_5O_(25)的几何结构与能带结构 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 层间阳离子对层状钛(铌)多聚酸盐能带结构的影响 |
| 4.1 层间阳离子库仑力场的影响 |
| 4.1.1 层间阳离子大小的影响 |
| 4.1.2 层间阳离子电荷的影响 |
| 4.2 层间阳离子杂化的影响 |
| 4.3 层间阳离子电子结构的影响 |
| 4.4 层间氢离子(H~+)的特性 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 层状钛(铌)多聚酸盐对有机硫污染物吸附与光催化氧化研究 |
| 5.1 层板组成与结构对硫化物吸附性能的影响 |
| 5.1.1 元素种类的影响 |
| 5.1.2 聚合度与相结构的影响 |
| 5.1.3 原子空间利用率的影响 |
| 5.2 层间阳离子结构特征对硫化物吸附性能的影响 |
| 5.3 层状钛铌多聚酸盐的光催化脱硫研究 |
| 5.3.1 常见有机硫污染物的活性位点 |
| 5.3.2 层状钛铌酸盐的光催化氧化性能 |
| 5.3.3 层状钛铌酸盐光催化氧化硫醇的可能机理 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 主要研究结论 |
| 6.2 主要创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介及读博期间主要科研成果 |
（7）氧化物/非晶碳修饰的PtGa合金催化剂制备及其在不饱和醛加氢中的界面作用（论文提纲范文）
| 学位论文数据集 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 α,β-不饱和醛选择性加氢反应概述 |
| 1.1.1 α,β-不饱和醛加氢反应路径与工艺 |
| 1.1.2 α,β-不饱和醛的吸附态 |
| 1.1.3 α,β-不饱和醛选择性加氢催化剂研究进展 |
| 1.2 界面结构调控及其催化作用研究概述 |
| 1.2.1 界面结构简介 |
| 1.2.2 界面结构的构筑 |
| 1.2.3 界面结构的性质及组成调控 |
| 1.3 层状复合金属氢氧化物材料概述 |
| 1.3.1 层状复合金属氢氧化物的结构 |
| 1.3.2 层状复合金属氢氧化物的性质及应用 |
| 1.4 本文研究内容和意义 |
| 1.4.1 研究意义 |
| 1.4.2 研究内容 |
| 第二章 实验部分 |
| 2.1 实验原料 |
| 2.2 实验内容 |
| 2.2.1 负载型金属催化剂前驱体的制备 |
| 2.2.2 负载型金属催化剂的制备 |
| 2.3 样品表征 |
| 2.3.1 X射线衍射 |
| 2.3.2 电感耦合等离子体发射光谱 |
| 2.3.3 拉曼光谱 |
| 2.3.4 热重-质谱连用 |
| 2.3.5 高分辨透射电子显微镜 |
| 2.3.6 球差校正电镜 |
| 2.3.7 程序升温还原/脱附/氧化 |
| 2.3.8 脉冲吸附 |
| 2.3.9 X射线吸收精细结构 |
| 2.3.10 X射线光电子能谱 |
| 2.3.11 Zeta电位 |
| 2.3.12 原位漫反射红外光谱 |
| 2.4 催化剂性能评价 |
| 第三章 Ga_2O_3@PtGa界面结构构筑及其对肉桂醛加氢选择性强化机制研究 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 催化剂前驱体的筛选 |
| 3.3 催化剂结构表征 |
| 3.4 肉桂醛选择性加氢性能研究 |
| 3.5 催化剂电子结构对性能的影响 |
| 3.6 界面结构构筑对H_2和C=O键活化能力的影响 |
| 3.7 Ga_2O_3@PtGa/MgAlGaOx催化剂的肉桂醛选择性加氢反应机理 |
| 3.8 本章小结 |
| 第四章 非晶碳@PtGa界面结构构筑及其对肉桂醛加氢选择性和活性的协同强化机制 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 催化剂结构表征 |
| 4.3 肉桂醛选择性加氢性能研究 |
| 4.4 催化剂电子结构对性能的影响 |
| 4.5 界面结构构筑对H_2和C=O键活化能力的影响 |
| 4.6 C@PtGa/MgAlGaO_x催化剂的肉桂醛选择性加氢反应机理 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 结论 |
| 本论文创新点 |
| 参考文献 |
| 研究成果及学术论文 |
| 致谢 |
| 论文作者及导师简介 |
| 附件 |
（8）ZnO基紫外光电探测器的制备和性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 紫外光探测器的研究背景与意义 |
| 1.2 PECC型紫外光探测器的概述 |
| 1.2.1 PECC型紫外光探测器的工作机理 |
| 1.2.2 PECC型紫外光探测器的性能指标 |
| 1.2.3 PECC型紫外光探测器的常见光阳极材料 |
| 1.3 ZnO材料研究概述 |
| 1.3.1 ZnO材料的结构与性质 |
| 1.3.2 ZnO材料光电性能的研究现状 |
| 1.4 ZnO基光化学电池型紫外探测器的研究现状 |
| 1.5 本文的研究意义与研究内容 |
| 第二章 样品的制备及表征方法 |
| 2.1 实验方法、仪器及试剂 |
| 2.1.1 实验方法 |
| 2.1.2 实验所用的仪器及化学试剂 |
| 2.2 实验步骤 |
| 2.2.1 衬底的选择及处理 |
| 2.2.2 ZnO种子层的制备 |
| 2.2.3 水热法生长ZnO纳米棒阵列 |
| 2.2.4 器件的组装 |
| 2.3 材料的测试及表征 |
| 2.3.1 样品的物相与形貌表征 |
| 2.3.2 器件光电性能的测试方法 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 ZnO纳米棒阵列的制备及工艺优化 |
| 3.1 ZnO籽晶层的制备工艺 |
| 3.1.1 衬底的处理 |
| 3.1.2 籽晶层的制备方法对ZnO纳米棒阵列的影响 |
| 3.1.3 种子层Zn~(2+)离子浓度对ZnO纳米棒阵列的影响 |
| 3.2 ZnO阵列的制备工艺 |
| 3.2.1 生长液Zn~(2+)浓度对ZnO纳米棒阵列的影响 |
| 3.2.2 生长温度对ZnO纳米棒阵列的影响 |
| 3.2.3 生长时间对ZnO纳米棒阵列的影响 |
| 3.3 优化结果性能测试 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 基于ZnS/ZnO复合材料的光化学型紫外探测器及其性能研究 |
| 4.1 ZnS/ZnO材料及其紫外光探测器的制备与性能研究 |
| 4.1.1 ZnS/ZnO复合材料的制备 |
| 4.1.2 器件的组装 |
| 4.2 实验结果与讨论 |
| 4.2.1 样品的形貌特征与结构表征 |
| 4.2.2 ZnO及 ZnO/ZnS材料的光学特性及电化学阻抗谱 |
| 4.2.3 基于ZnS/ZnO复合材料光阳极的探测器的光电性能表征分析 |
| 4.3 计算部分 |
| 4.3.1 ZnO表面各种缺陷的形成能分析 |
| 4.3.2 异质结的电子结构及光学性质分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 基于ZnO/ZnWO_4 复合材料的光化学型紫外探测器及其性能研究 |
| 5.1 ZnO/ZnWO_4 材料及其紫外光探测器的制备与性能研究 |
| 5.1.1 ZnO/ZnWO_4 纳米阵列的制备 |
| 5.1.2 器件的组装 |
| 5.2 实验结果与讨论 |
| 5.2.1 样品的形貌特征与结构表征 |
| 5.2.2 ZnO及 ZnO/ZnWO_4 材料的光学特性表征及分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 工作总结 |
| 6.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的科研成果 |
| 致谢 |
（9）掺杂对In2S3光/磁特性及电子结构影响研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 自旋电子学的发展 |
| 1.2 稀磁半导体材料 |
| 1.2.1 稀磁半导体简介 |
| 1.2.2 稀磁半导体内的磁性机制 |
| 1.3 In_2S_3基纳米材料的研究概况 |
| 1.3.1 In_2S_3的晶体结构 |
| 1.3.2 In_2S_3的制备及其应用 |
| 1.4 掺杂对半导体纳米材料的调控研究 |
| 1.4.1 掺杂对材料光学性质的调控 |
| 1.4.2 掺杂对材料磁学性质的调控 |
| 1.5 论文的选题意义及主要研究内容 |
| 第二章 样品的制备及表征方法 |
| 2.1 样品制备方法 |
| 2.1.1 待反应溶液的配制 |
| 2.1.2 掺杂In_2S_3纳米颗粒的制备过程 |
| 2.1.3 In_2S_3:Tm纳米颗粒薄膜的制备 |
| 2.1.4 样品的生长机制 |
| 2.2 测试仪器 |
| 2.3 计算方法 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 Gd掺杂In_2S_3纳米颗粒的磁学性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 In_2S_3:Gd纳米颗粒的结构表征 |
| 3.2.1 样品的XRD和 EDS分析 |
| 3.2.2 样品的高分辨和选区电子衍射分析 |
| 3.2.3 样品的XPS分析 |
| 3.3 In_2S_3:Gd纳米颗粒的紫外可见吸收光谱研究 |
| 3.4 In_2S_3:Gd纳米颗粒的光致发光性质研究 |
| 3.5 In_2S_3:Gd纳米颗粒的红外光谱研究 |
| 3.6 In_2S_3:Gd纳米颗粒的磁性研究 |
| 3.7 第一性原理计算对样品中磁性来源的研究 |
| 3.8 本章小结 |
| 第四章 Tm掺杂对In_2S_3荧光、光电和磁学性能的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 In_2S_3:Tm纳米颗粒的结构表征 |
| 4.2.1 样品的XRD分析 |
| 4.2.2 样品的高分辨和选区电子衍射分析 |
| 4.2.3 样品的XPS分析 |
| 4.3 In_2S_3:Tm纳米颗粒的紫外可见漫反射光谱研究 |
| 4.4 In_2S_3:Tm纳米颗粒的发光性能 |
| 4.4.1 In_2S_3:Tm纳米颗粒的光致发光性质研究 |
| 4.4.2 In_2S_3:Tm纳米颗粒的荧光衰减和能量转移效率分析 |
| 4.5 In_2S_3:Tm样品的光电性能分析 |
| 4.6 In_2S_3:Tm样品的磁性研究 |
| 4.7 第一性原理计算对In_2S_3:Tm样品的电子结构分析 |
| 4.8 本章小结 |
| 第五章 In_2S_3:Sm室温铁磁性起源的实验和理论分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 In_2S_3:Sm纳米颗粒的结构表征 |
| 5.2.1 样品的XRD和 EDS分析 |
| 5.2.2 样品的形貌和微观结构分析 |
| 5.2.3 样品的XPS分析 |
| 5.3 In_2S_3:Sm纳米颗粒的紫外可见漫反射光谱研究 |
| 5.4 In_2S_3:Sm纳米颗粒的光致发光性质研究 |
| 5.5 In_2S_3:Sm纳米颗粒的磁性研究 |
| 5.6 第一性原理计算分析样品中的磁性来源 |
| 5.7 本章小结 |
| 第六章 缺陷诱导的Cu掺杂In_2S_3纳米颗粒的铁磁性研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 In_2S_3:Cu纳米颗粒的结构表征 |
| 6.2.1 样品的XRD分析 |
| 6.2.2 样品的高分辨和选区电子衍射分析 |
| 6.2.3 样品的XPS分析 |
| 6.3 In_2S_3:Cu纳米颗粒的紫外可见吸收光谱研究 |
| 6.4 In_2S_3:Cu纳米颗粒的光致发光性质研究 |
| 6.5 In_2S_3:Cu纳米颗粒的磁性研究 |
| 6.6 第一性原理计算分析样品中的磁性来源 |
| 6.7 本章小结 |
| 第七章 结论、创新点与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
| 攻读博士期间论文成果 |
| 致谢 |
（10）柔性复合衬底表面水热法生长掺杂型ZnO及其性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 ZnO的性能与应用 |
| 1.2.1 ZnO的基本特性 |
| 1.2.2 ZnO纳米材料的应用领域 |
| 1.3 ZnO纳米结构的生长 |
| 1.3.1 ZnO纳米结构的制备方法概述 |
| 1.3.2 ZnO纳米结构的水热法制备原理 |
| 1.4 n型掺杂ZnO纳米结构的研究进展 |
| 1.4.1 In-ZnO纳米结构的研究现状 |
| 1.4.2 Ag-ZnO纳米结构的研究现状 |
| 1.5 纳米ZnO/柔性衬底复合结构的研究进展 |
| 1.5.1 柔性衬底的种类与性能 |
| 1.5.2 掺杂ZnO/柔性衬底(Cu-GR、PET-GR)复合结构的研究现状 |
| 1.6 本文主要研究内容及创新点 |
| 第2 章柔性衬底上ZnO纳米结构的制备与表征 |
| 2.1 工艺路线 |
| 2.2 实验原料与设备 |
| 2.2.1 主要实验原料 |
| 2.2.2 主要实验设备 |
| 2.3 纳米ZnO/柔性衬底复合结构的制备 |
| 2.3.1 柔性衬底上ZnO籽晶层的制备 |
| 2.3.2 复合结构的水热生长 |
| 2.4 晶体结构和形貌表征 |
| 2.4.1 X-射线衍射仪(XRD) |
| 2.4.2 扫描电子显微镜(SEM) |
| 2.4.3 X-射线光电子能谱(XPS) |
| 2.5 光致发光光谱测试(PL) |
| 2.6 光催化降解实验 |
| 2.7 电化学性能测试 |
| 2.7.1 循环伏安曲线(CV曲线) |
| 2.7.2 电化学阻抗谱(EIS) |
| 第3章 Ag-ZnO/PET-GR复合结构的性能研究 |
| 3.1 Ag-ZnO/PET-GR复合结构的物相分析 |
| 3.2 Ag-ZnO纳米薄膜的形貌分析 |
| 3.2.1 PET-GR上生长Ag-ZnO纳米结构的形貌 |
| 3.2.2 Ag-ZnO/PET-GR生长机制的研究 |
| 3.3 Ag-ZnO/PET-GR的光学特性 |
| 3.4 Ag-ZnO/PET-GR电学性能 |
| 3.5 Ag-ZnO/PET-GR的光催化性能 |
| 3.5.1 Ag-ZnO/PET-GR催化降解亚甲基蓝溶液 |
| 3.5.2 多形貌5%Ag-ZnO/PET-GR催化降解亚甲基蓝溶液 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 In-ZnO/Cu-GR复合结构的性能研究 |
| 4.1 In-ZnO/Cu-GR复合结构的物相分析 |
| 4.2 In-ZnO薄膜的SEM形貌 |
| 4.3 In-ZnO/Cu-GR复合结构的PL光谱 |
| 4.4 掺杂ZnO/复合结构的光催化性能研究 |
| 4.4.1 In-ZnO/Cu-GR复合结构的光催化性能 |
| 4.4.2 不同衬底光催化性能对比 |
| 4.5 In-ZnO/Cu-GR复合结构的电化学性能 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 Ag-ZnO/Cu-GR复合结构的性能研究 |
| 5.1 Ag掺杂浓度对Ag-ZnO/Cu-GR复合结构晶体结构影响 |
| 5.2 Ag-ZnO/Cu-GR复合结构的形貌分析 |
| 5.2.1 Ag掺杂浓度对Ag-ZnO/Cu-GR复合结构晶体结构影响 |
| 5.2.2 梳状Ag-ZnO演变过程机理 |
| 5.3 Ag-ZnO/Cu-GR复合结构的光催化性能 |
| 5.4 Ag-ZnO/Cu-GR复合结构的光致发光光谱 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的科研成果 |
| 致谢 |
四、ZnO及其缺陷电子结构对光谱特性的影响（论文参考文献）
- [1]炭载钌/铂制氢催化剂活性位结构调控及动力学研究[D]. 傅文钊. 华东理工大学, 2021(08)
- [2]应用同步辐射光电子能谱等表面科学技术原位研究Cu基模型催化剂的结构与稳定性[D]. 李贵航. 中国科学技术大学, 2021
- [3]二维非层状金属氧族化合物的电子结构调控及其光催化应用研究[D]. 邵威威. 中国科学技术大学, 2021(09)
- [4]二氧化碳电催化还原中催化剂的电子态调控[D]. 孔祥栋. 中国科学技术大学, 2021(09)
- [5]多元尖晶石结构材料的构建、表征及其光助催化性能研究[D]. 范诗迎. 大连理工大学, 2020
- [6]层状钛（铌）多聚酸盐的结构特征及光催化脱硫研究[D]. 笪良国. 安徽理工大学, 2020
- [7]氧化物/非晶碳修饰的PtGa合金催化剂制备及其在不饱和醛加氢中的界面作用[D]. 回天力. 北京化工大学, 2020(02)
- [8]ZnO基紫外光电探测器的制备和性能研究[D]. 黄仁静. 西北大学, 2020(02)
- [9]掺杂对In2S3光/磁特性及电子结构影响研究[D]. 刘燚. 吉林大学, 2020(08)
- [10]柔性复合衬底表面水热法生长掺杂型ZnO及其性能研究[D]. 范源源. 陕西理工大学, 2020(12)