农业活动区农药污染地下水风险评估与系统管理
《理论计算与模拟在光催化研究中的应用》近年来，光催化技术在新能源开发和环境污染治理方面的应用受到了越来越广泛的关注。但是由于尚未了解其复杂机理，这一新兴技术的发展受到明显制约。而与此同时，理论计算与模拟方法作为一种深入探讨光催化机理、设计和开发高效可见光激发的新型光催化材料的有力工具，也逐步成为常规的研究手段。《理论计算与模拟在光催化研究中的应用》是关于理论计算与模拟方法在光催化研究中应用的专著，主要内容包括光催化研究所涉及的不同领域：光催化材料的结构与基本物理性质、离子掺杂改性、表面与界面的微观结构与性质、表面吸附与反应以及纳米光催化材料的结构与性质等不同方面，通过典型实例详细介绍理论计算与模拟方法在光催化研究中所能解决的基本科学问题、计算模型的构建、计算方法的设置、计算结果的分析解释以及对光催化机理的解释等内容。《理论计算与模拟在光催化研究中的应用》内容丰富、资料翔实，可以为光催化技术的机理研究、新型光催化材料的开发以及相关应用技术的发展提供使用。
目 录
前言
第1章半导体光催化技术的发展与研究进展
1？1光催化的发现、定义和发展历程
1？2光催化技术的应用
1？2？1太阳能光催化分解水制氢
1？2？2纳米晶染料敏化太阳能电池
1？2？3环境污染治理
1？2？4光催化有机合成
1？2？5防雾、自清洁
1？2？6抗菌消毒和癌症治疗
1？3半导体光催化技术的基本原理
1？4影响光催化性能的关键因素
1？4？1光源
1？4？2反应条件
1？4？3光催化材料的电子结构
1？4？4光催化材料的晶体结构
1？4？5光催化材料的晶格缺陷
1？4？6光催化材料的表面结构
1？4？7光催化材料的界面结构
1？4？8光催化材料的纳米结构
1？5光催化技术的实验研究进展
1？5？1光催化机理的研究进展
1？5？2传统光催化材料的改性研究
1？5？3新型光催化材料的开发与探索 1？5？4光催化表面问题的研究进展
1？5？5光催化界面问题的研究进展
1？5？6纳米光催化材料的研究进展
1？6在光催化研究中引入理论计算与模拟方法
参考文献
第2章理论计算与模拟方法
2？1计算材料学概述
2？2理论计算与模拟的层次与分类
2？2？1电子结构的纳观尺度计算层次
2？2？2原子（分子）体系结构演化的纳观？微观尺度计算层次
2？2？3微纳与晶体缺陷结构的微观？介观尺度计算层次
2？2？4准连续介质的介观尺度计算层次
2？2？5连续介质的介观？宏观尺度计算层次
2？2？6多尺度理论计算与模拟
.vi.2？3基于量子力学的理论计算方法
2？3？1第一性原理和从头算
2？3？2非相对论近似
2？3？3绝热近似
2？3？4Hartree？Fock近似
2？3？5密度泛函理论的起源
2？3？6Hohenberg？Kohn定理
2？3？7Kohn？Sham方程
2？3？8交换？关联能泛函
2？3？9第一性原理的数值计算
2？3？10第一性原理的计算流程
2？4确定性模拟方法：分子动力学
2？4？1概述
2？4？2基本原理
2？4？3势函数
2？4？4系综
2？4？5数值计算
2？4？6分子动力学中的基本问题
2？4？7分子动力学的计算流程
2？5随机性模拟方法：Monte？Carlo方法
2？5？1概述
2？5？2基本原理
2？5？3Monte？Carlo方法的数值计算
2？5？4Monte？Carlo方法的计算流程
参考文献
第3章光催化材料的结构与基本物理性质
3？1概述
3？2晶体结构
3？3电子结构
3？3？1能带结构
3？3？2态密度
3？3？3电荷密度分布
3？3？4布居分析
3？4光学性质
3？4？1介电函数
3？4？2复折射率
3？4？3反射光谱
3？4？4吸收光谱
3？5新型光催化材料的理论设计
3？5？1基本原则
3？5？2多元金属氧化物
3？5？3氮化物与氮氧化物
3？5？4硫化物
3？5？5铋基卤氧化物
3？5？6有机聚合物半导体
参考文献
.vii.第4章离子掺杂改性
4？1概述
4？23d过渡金属离子掺杂锐钛矿相TiO2
4？2？1杂质形成能及晶体结构
4？2？2电子结构与光学性质
4？2？3带边位置
4？3非金属阴离子掺杂锐钛矿相TiO2
4？3？1杂质形成能及晶体结构
4？3？2电子结构与光学性质
4？3？3带边位置
4？4镧系稀土离子掺杂锐钛矿相TiO2
4？4？1杂质形成能及晶体结构
4？4？2电子结构与光学性质
4？4？3带边位置
4？5N？V共掺杂高效可见光激发锐钛矿相TiO2光催化剂的理论设计
4？5？1杂质形成能及晶体结构
4？5？2电子结构与光学性质
4？5？3带边位置
4？6GaN：ZnO固溶体光催化材料的结构与性质
4？6？1GaN：ZnO固溶体的晶体结构
4？6？2GaN：ZnO固溶体的电子结构
参考文献
.viii.第5章表面微观结构与性质
5？1概述
5？2锐钛矿相TiO2低指数表面的微观结构与性质
5？2？1表面模型
5？2？2表面基本性质
5？2？3(101)表面
5？2？4(100)表面
5？2？5(001)表面
5？2？6(103)表面
5？2？7(110)表面
5？2？8表面电子结构
5？2？9表面结构与性质特征
5？3锐钛矿相TiO2(001)？(1×4)重构表面
5？3？1实验现象
5？3？2理论计算
5？4N/V单掺杂及共掺杂对锐钛矿相TiO2(101)表面的改性
5？4？1N单掺杂改性TiO2(101)表面
5？4？2V单掺杂改性TiO2(101)表面
5？4？3N？V共掺杂改性TiO2(101)表面
5？4？4N？V共掺杂的合成路线
5？5Ptn团簇在锐钛矿相TiO2(101)表面上的生长
5？5？1Ptn团簇的稳定结构
5？5？2Ptn团簇的团簇能
5？5？3Ptn团簇的原子扩散
5？5？4Ptn团簇的电子结构
参考文献
第6章表面吸附与反应
6？1概述
6？2水分子在锐钛矿相TiO2(101)表面的吸附与扩散
6？2？1相互作用势能
6？2？2成键机理
6？2？3表面扩散
6？3水分子在锐钛矿相TiO2低指数表面的吸附与分解
6？3？1水在TiO2(101)表面的吸附和分解
6？3？2水在TiO2(100)表面的吸附和分解
6？3？3水在TiO2(001)表面的吸附和分解
6？3？4水在TiO2(103)f表面的吸附和分解
6？3？5水在TiO2(103)s表面的吸附和分解
6？3？6水在TiO2(110)表面的吸附和分解
6？3？7水在TiO2表面分解的机理分析
6？4水分子在锐钛矿相TiO2(101)改性表面的吸附与分解
6？4？1水在N掺杂表面的吸附和分解
6？4？2水在V掺杂表面的吸附和分解
6？4？3水在N？V共掺杂表面的吸附和分解
6？4？4水在含氧空位表面的吸附和分解
6？4？5表面改性对水的吸附和分解影响
参考文献
.ix.第7章界面微观结构与性质
7？1概述
7？2水与锐钛矿相TiO2的固？液界面
7？2？1固？液界面的形成与微观结构
7？2？2固？液界面的静态性质
7？2？3固？液界面的动态结构和性质
7？3金红石相与锐钛矿相TiO2的固？固界面
7？3？1模型构建方法
7？3？2不同晶面构建的界面比较
7？3？3金红石相(100)/锐钛矿相(100)界面的电子结构
7？4光催化中异质结构的界面结构与性质
7？4？1SiO2/TiO2界面
7？4？2石墨烯/TiO2界面
7？4？3BiOCl/Bi2WO6异质结构中的界面缺陷
参考文献
第8章纳米光催化材料的结构与性质
8？1概述
8？2纳米(TiO2)n团簇的稳定性和电子结构
8？2？1计算方法
8？2？2(TiO2)n团簇的稳定结构
8？2？3(TiO2)n团簇的电子结构
8？2？4水分子在(TiO2)n团簇上的吸附
8？3TiO2纳米管的结构和性质
8？3？1TiO2纳米管的建模与稳定结构
8？3？2TiO2纳米管的电子结构与光学性质
8？3？3水在TiO2纳米管及纳米管阵列上的解离反应
8？3？4CdS量子点担载在TiO2纳米管的结构与性质
8？4二维纳米光催化材料的结构和性质
8？4？1TiO2纳米片的结构和性质
8？4？2层状光催化材料的结构和性质
参考文献
目 录
前言
第1章半导体光催化技术的发展与研究进展
1？1光催化的发现、定义和发展历程
1？2光催化技术的应用
1？2？1太阳能光催化分解水制氢
1？2？2纳米晶染料敏化太阳能电池
1？2？3环境污染治理
1？2？4光催化有机合成
1？2？5防雾、自清洁
1？2？6抗菌消毒和癌症治疗
1？3半导体光催化技术的基本原理
1？4影响光催化性能的关键因素
1？4？1光源
1？4？2反应条件
1？4？3光催化材料的电子结构
1？4？4光催化材料的晶体结构
1？4？5光催化材料的晶格缺陷
1？4？6光催化材料的表面结构
1？4？7光催化材料的界面结构
1？4？8光催化材料的纳米结构
1？5光催化技术的实验研究进展
1？5？1光催化机理的研究进展
1？5？2传统光催化材料的改性研究
1？5？3新型光催化材料的开发与探索 1？5？4光催化表面问题的研究进展
1？5？5光催化界面问题的研究进展
1？5？6纳米光催化材料的研究进展
1？6在光催化研究中引入理论计算与模拟方法
参考文献
第2章理论计算与模拟方法
2？1计算材料学概述
2？2理论计算与模拟的层次与分类
2？2？1电子结构的纳观尺度计算层次
2？2？2原子（分子）体系结构演化的纳观？微观尺度计算层次
2？2？3微纳与晶体缺陷结构的微观？介观尺度计算层次
2？2？4准连续介质的介观尺度计算层次
2？2？5连续介质的介观？宏观尺度计算层次
2？2？6多尺度理论计算与模拟
.vi.2？3基于量子力学的理论计算方法
2？3？1第一性原理和从头算
2？3？2非相对论近似
2？3？3绝热近似
2？3？4Hartree？Fock近似
2？3？5密度泛函理论的起源
2？3？6Hohenberg？Kohn定理
2？3？7Kohn？Sham方程
2？3？8交换？关联能泛函
2？3？9第一性原理的数值计算
2？3？10第一性原理的计算流程
2？4确定性模拟方法：分子动力学
2？4？1概述
2？4？2基本原理
2？4？3势函数
2？4？4系综
2？4？5数值计算
2？4？6分子动力学中的基本问题
2？4？7分子动力学的计算流程
2？5随机性模拟方法：Monte？Carlo方法
2？5？1概述
2？5？2基本原理
2？5？3Monte？Carlo方法的数值计算
2？5？4Monte？Carlo方法的计算流程
参考文献
第3章光催化材料的结构与基本物理性质
3？1概述
3？2晶体结构
3？3电子结构
3？3？1能带结构
3？3？2态密度
3？3？3电荷密度分布
3？3？4布居分析
3？4光学性质
3？4？1介电函数
3？4？2复折射率
3？4？3反射光谱
3？4？4吸收光谱
3？5新型光催化材料的理论设计
3？5？1基本原则
3？5？2多元金属氧化物
3？5？3氮化物与氮氧化物
3？5？4硫化物
3？5？5铋基卤氧化物
3？5？6有机聚合物半导体
参考文献
.vii.第4章离子掺杂改性
4？1概述
4？23d过渡金属离子掺杂锐钛矿相TiO2
4？2？1杂质形成能及晶体结构
4？2？2电子结构与光学性质
4？2？3带边位置
4？3非金属阴离子掺杂锐钛矿相TiO2
4？3？1杂质形成能及晶体结构
4？3？2电子结构与光学性质
4？3？3带边位置
4？4镧系稀土离子掺杂锐钛矿相TiO2
4？4？1杂质形成能及晶体结构
4？4？2电子结构与光学性质
4？4？3带边位置
4？5N？V共掺杂高效可见光激发锐钛矿相TiO2光催化剂的理论设计
4？5？1杂质形成能及晶体结构
4？5？2电子结构与光学性质
4？5？3带边位置
4？6GaN：ZnO固溶体光催化材料的结构与性质
4？6？1GaN：ZnO固溶体的晶体结构
4？6？2GaN：ZnO固溶体的电子结构
参考文献
.viii.第5章表面微观结构与性质
5？1概述
5？2锐钛矿相TiO2低指数表面的微观结构与性质
5？2？1表面模型
5？2？2表面基本性质
5？2？3(101)表面
5？2？4(100)表面
5？2？5(001)表面
5？2？6(103)表面
5？2？7(110)表面
5？2？8表面电子结构
5？2？9表面结构与性质特征
5？3锐钛矿相TiO2(001)？(1×4)重构表面
5？3？1实验现象
5？3？2理论计算
5？4N/V单掺杂及共掺杂对锐钛矿相TiO2(101)表面的改性
5？4？1N单掺杂改性TiO2(101)表面
5？4？2V单掺杂改性TiO2(101)表面
5？4？3N？V共掺杂改性TiO2(101)表面
5？4？4N？V共掺杂的合成路线
5？5Ptn团簇在锐钛矿相TiO2(101)表面上的生长
5？5？1Ptn团簇的稳定结构
5？5？2Ptn团簇的团簇能
5？5？3Ptn团簇的原子扩散
5？5？4Ptn团簇的电子结构
参考文献
第6章表面吸附与反应
6？1概述
6？2水分子在锐钛矿相TiO2(101)表面的吸附与扩散
6？2？1相互作用势能
6？2？2成键机理
6？2？3表面扩散
6？3水分子在锐钛矿相TiO2低指数表面的吸附与分解
6？3？1水在TiO2(101)表面的吸附和分解
6？3？2水在TiO2(100)表面的吸附和分解
6？3？3水在TiO2(001)表面的吸附和分解
6？3？4水在TiO2(103)f表面的吸附和分解
6？3？5水在TiO2(103)s表面的吸附和分解
6？3？6水在TiO2(110)表面的吸附和分解
6？3？7水在TiO2表面分解的机理分析
6？4水分子在锐钛矿相TiO2(101)改性表面的吸附与分解
6？4？1水在N掺杂表面的吸附和分解
6？4？2水在V掺杂表面的吸附和分解
6？4？3水在N？V共掺杂表面的吸附和分解
6？4？4水在含氧空位表面的吸附和分解
6？4？5表面改性对水的吸附和分解影响
参考文献
.ix.第7章界面微观结构与性质
7？1概述
7？2水与锐钛矿相TiO2的固？液界面
7？2？1固？液界面的形成与微观结构
7？2？2固？液界面的静态性质
7？2？3固？液界面的动态结构和性质
7？3金红石相与锐钛矿相TiO2的固？固界面
7？3？1模型构建方法
7？3？2不同晶面构建的界面比较
7？3？3金红石相(100)/锐钛矿相(100)界面的电子结构
7？4光催化中异质结构的界面结构与性质
7？4？1SiO2/TiO2界面
7？4？2石墨烯/TiO2界面
7？4？3BiOCl/Bi2WO6异质结构中的界面缺陷
参考文献
第8章纳米光催化材料的结构与性质
8？1概述
8？2纳米(TiO2)n团簇的稳定性和电子结构
8？2？1计算方法
8？2？2(TiO2)n团簇的稳定结构
8？2？3(TiO2)n团簇的电子结构
8？2？4水分子在(TiO2)n团簇上的吸附
8？3TiO2纳米管的结构和性质
8？3？1TiO2纳米管的建模与稳定结构
8？3？2TiO2纳米管的电子结构与光学性质
8？3？3水在TiO2纳米管及纳米管阵列上的解离反应
8？3？4CdS量子点担载在TiO2纳米管的结构与性质
8？4二维纳米光催化材料的结构和性质
8？4？1TiO2纳米片的结构和性质
8？4？2层状光催化材料的结构和性质
参考文献
精选留言