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S掺杂对锐钛矿相TiO2电子结构与光催化性能的影响

赵宗彦 柳清菊 朱忠其 张 瑾

S掺杂对锐钛矿相TiO2电子结构与光催化性能的影响

赵宗彦, 柳清菊, 朱忠其, 张 瑾
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出版历程
  • 收稿日期:  2007-10-29
  • 修回日期:  2007-12-03
  • 刊出日期:  2008-03-05

S掺杂对锐钛矿相TiO2电子结构与光催化性能的影响

  • 1. 云南大学,云南省高校纳米材料与技术重点实验室,昆明 650091
    基金项目: 

    教育部新世纪优秀人才支持计划 (批准号:NCET-04-0915),教育部科学技术研究重点项目(批准号:205147)和云南省自然科学基金(批准号:2005E0007M)资助的课题.

摘要: 采用基于第一性原理的平面波超软赝势方法研究了掺杂不同价态S的锐钛矿相TiO2的晶体结构、杂质形成能、电子结构及光学性质.计算结果表明硫在掺杂体系中的存在形态与实验中的制备条件有关;掺杂后晶格发生畸变、原子间的键长及原子的电荷量也发生了变化,导致晶体中的八面体偶极矩增大; S 3p态与O 2p态、Ti 3d态杂化而使导带位置下移、价带位置上移及价带宽化,从而导致TiO2的禁带宽度变窄、光吸收曲线红移到可见光区.这些结果很好地解释了S掺杂锐钛矿相TiO2在可见光下具有优良的光催化性能的内在原因.根据计算结果分析比较了硫以不同离子价态掺杂对锐钛矿相TiO2电子结构和光催化性能影响的差别.

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