Luận án Tiến sĩ Hóa lí thuyết và Hóa lí: Nghiên cứu cấu trúc, tính chất của các dẫn xuất graphene và rutile TiO2 trong mô hình composite bằng phương pháp phiếm hàm mật độ

Nghiên Cứu Cấu Trúc, Tính Chất Của Các Dẫn Xuất Graphene Và Rutile TiO2 Trong Mô Hình Composite Bằng Phương Pháp Phiếm Hàm Mật Độ

Tác giả: Trần Thị Thoa

Lĩnh vực: Hóa lí thuyết và Hóa lí

Nội dung tài liệu:

Luận án tiến sĩ này tập trung nghiên cứu cấu trúc và tính chất của các dẫn xuất graphene và rutile TiO2 trong mô hình composite bằng phương pháp phiếm hàm mật độ (DFT). Nghiên cứu này đề cập đến các dẫn xuất graphene với nhóm hydroxyl (GnOH) và các nhóm chức khác (G1F), cũng như bề mặt rutile TiO2 (110). Luận án cũng xây dựng mô hình tính toán hai chiều cho composite giữa graphene và dẫn xuất graphene với bề mặt rutile TiO2 (110).

Mục lục chi tiết:

• MỞ ĐẦU
• NHỮNG ĐIỂM MỚI CỦA LUẬN ÁN
• CHƯƠNG 1. CƠ SỞ LÍ THUYẾT
  • 1.1. Phương pháp phiếm hàm mật độ (DFT)
  • 1.1.1. Mô hình Thomas-Fermi
  • 1.1.2. Các định lí Hohenberg -Kohn
  • 1.1.3. Phương trình Kohn-Sham
  • 1.1.4. Các phiếm hàm tương quan-trao đổi
  • 1.1.4.1. Sự gần đúng mật độ địa phương (LDA, LSDA)
  • 1.1.4.2. Sự gần đúng gradient tổng quát (GGA)
  • 1.1.4.3. Phiếm hàm lai hoá (hybrid functional)
  • 1.1.4.4. Một số phiếm hàm van der Waals
  • 1.1.5. Sai số tự tương tác của DFT (SIE) và phương pháp DFT+U
  • 1.2. Bộ hàm cơ sở sóng phẳng
  • 1.3. Sự gần đúng thế giả
• CHƯƠNG 2. TỔNG QUAN HỆ CHẤT VÀ PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN
  • 2.1. Tổng quan về hệ chất nghiên cứu
  • 2.1.1. Sơ lược về tinh thể
  • 2.1.1.1. Cấu trúc tinh thể
  • 2.1.1.2. Tính đối xứng của tinh thể
  • 2.1.1.3. Kí hiệu mặt phẳng trong tinh thể
  • 2.1.1.4. Mạng đảo và một số khái niệm
  • 2.1.1.5. Nhiễu xạ tia X và định luật Bragg
  • 2.1.2. Sơ lược về liên kết hydrogen
  • 2.1.2.1. Khái niệm và phân loại
  • 2.1.2.2. Bản chất liên kết hydrogen
  • 2.1.2.3. Hình học và năng lượng liên kết hydrogen
  • 2.1.3. Graphene và các dẫn xuất graphene
  • 2.1.3.1. Cấu trúc graphene
  • 2.1.3.2. Tính chất electron của graphene
  • 2.1.3.3. Dẫn xuất graphene
  • 2.1.4. TiO2 và rutile TiO2
  • 2.1.5. Tình hình nghiên cứu trong nước và ngoài nước
  • 2.2. Mô hình và phương pháp tính toán
  • 2.2.1. Graphene
  • 2.2.2. Dẫn xuất của graphene với hydroxyl
  • 2.2.3. Dẫn xuất của graphene với một nhóm chức khác
  • 2.2.4. Tinh thể rutile TiO2
  • 2.2.5. Xây dựng mặt rutile (110) từ tinh thể
  • 2.2.6. Mặt rutile (110)
• CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
  • 3.1. Graphene
  • 3.1.1. Cấu trúc hai ô đơn vị
  • 3.1.2. Mật độ trạng thái
  • 3.1.3. Cấu trúc dải năng lượng
  • 3.1.4. Tiểu kết
  • 3.2. Dẫn xuất của graphene với hydroxyl (GnOH)
  • 3.2.1. Cấu trúc và năng lượng Eb của các dẫn xuất GnOH
  • 3.2.1.1. Dẫn xuất một nhóm chức (G1OH)
  • 3.2.1.2. Dẫn xuất hai nhóm chức (G2OH)
  • 3.2.1.3. Dẫn xuất ba nhóm chức (G3OH)
  • 3.2.1.4. Các dẫn xuất nhiều nhóm chức khác (GnOH)
  • 3.2.2. Tính chất electron của các dẫn xuất hydroxyl graphene
  • 3.2.3. Liên kết hydrogen trong hệ chất GnOH
  • 3.2.4. Tiểu kết
  • 3.3. Dẫn xuất của graphene với các nhóm chức khác
  • 3.3.1. Cấu trúc và năng lượng Eb
  • 3.3.2. Tính chất electron
  • 3.3.3. Tiểu kết
  • 3.4. Rutile TiO2
  • 3.4.1. Phương pháp DFT
  • 3.4.2. Phương pháp DFT+U với sự hiệu chỉnh Ud, Up riêng rẽ
  • 3.4.3. Phương pháp DFT+U với sự hiệu chỉnh đồng thời Ud, Up
  • 3.4.4. Tiểu kết
  • 3.5. Xây dựng mặt rutile TiO2 (110) từ khối
  • 3.5.1. Phổ XRD của rutile TiO2
  • 3.5.2. Cấu trúc mặt phẳng rutile TiO2 (110)
  • 3.5.3. Tiểu kết
  • 3.6. Cấu trúc và tính chất electron của rutile TiO2 (110)
  • 3.6.1. Năng lượng bề mặt
  • 3.6.2. Sự dịch chuyển của các ion
  • 3.6.3. Độ rộng vùng cấm
  • 3.6.4. Tiểu kết
  • 3.7. Xây dựng composite của dẫn xuất graphene với rutile TiO2 (110)
  • 3.7.1. Cấu trúc tinh thể của hai vật liệu ban đầu
  • 3.7.2. Xây dựng ô đơn vị của composite
• KẾT LUẬN CHUNG
• KIẾN NGHỊ VỀ NHỮNG HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO
• DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO