学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

二氧化钛纳米管及其阵列形成和性质的密度泛函理论研究

作　者: 孟强强
导　师: 王建国
学　校: 浙江工业大学
专　业: 工业催化
关键词: 金红石二氧化钛纳米管阵列电子结构水解离密度泛函
分类号: TB383.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 82次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

作为重要的宽带系半导体材料,二氧化钛已经被广泛应用于很多研究领域。实验研究发现锐钛矿和金红石的主要形式分别是(101)和(110)表面。因此,在本篇文章中我们研究了从金红石(110)面构造形成的二氧化钛纳米管及其阵列形成和性质的密度泛函理论研究。我们根据石墨烯形成碳纳米管的方法,提出了由单层金红石(110)薄片形成二氧化钛纳米管的方法。经过研究发现二氧化钛纳米管的电子结构性质与其手性、原子配位等因素有很大联系。在分子动力学模拟情况下,经过密度泛函理论计算而得到的几何结构在不同温度下可能是以单相或者混合相的形式存在,与几何优化的结果基本相符。关于二氧化钛纳米管阵列,实验上已经可以合成。本文中我们首次建立了二氧化钛纳米管阵列的理论模型。并且通过密度泛函理论计算,我们发现它的形成能与(110)表面是非常接近。通过密度泛函理论计算和吉布斯自由能的分析,我们考查了水分解在二氧化钛纳米管及其阵列上的热力学性质。水分解的超电势在二氧化钛纳米管的外面是0.51eV,里面是1.0eV而在纳米管阵列里是1.13eV。此外根据吉布斯自由能图表可以看出它们的决速步骤都是第一个水分子解离产生OH。

全文目录

摘要  5-7
ABSTRACT  7-11
第一章前言  11-19
  1.1 纳米材料概述  11-16
  1.2 二氧化钛纳米材料的研究现状  16-17
  1.3 本论文的研究出发点和研究内容  17-18
  1.4 本章小结  18-19
第二章理论背景及计算方法  19-28
  2.1 引言  19
  2.2 密度泛函理论基本概念  19-21
  2.3 交换关联能量泛函  21-23
  2.4 布居数分析与电荷布居  23-25
  2.5 密度泛函理论的应用  25-26
  2.6 密度泛函计算软件  26
  2.7 本章小结  26-28
第三章二氧化钛纳米管的形成及其性质的研究  28-39
  3.1 引言  28-29
  3.2 计算细节  29
  3.3 结果与讨论  29-38
  3.4 本章小结  38-39
第四章水分解在二氧化钛纳米管阵列上的研究  39-48
  4.1 引言  39-40
  4.2 计算细节  40-41
  4.3 结果与讨论  41-47
  4.4 本章小结  47-48
第五章总结与展望  48-49
  5.1 结论与创新点  48
  5.2 展望  48-49
参考文献  49-61
致谢  61-62
攻读硕士研究生期间发表的学术论文目录  62

二氧化钛纳米管及其阵列形成和性质的密度泛函理论研究

内容摘要

全文目录

相似论文