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Mo-X(B, C, N, O, F)共掺杂TiO2体系的光催化协同效应研究

梁培 王乐 熊斯雨 董前民 李晓艳

Mo-X(B, C, N, O, F)共掺杂TiO2体系的光催化协同效应研究

梁培, 王乐, 熊斯雨, 董前民, 李晓艳
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  • 采用密度泛函理论平面波超软赝势方法, 计算并分析了Mo/X(B, C, N, O, F)共掺杂TiO2体系的形成能、电子结构和光学性质, 研究了共掺杂协同效应对于计算体系光催化性能的影响机制. 首先计算出不同掺杂体系的态密度及能带结构, 利用能带理论分析了共掺杂效应对于禁带宽度的调控作用, 进而分析了共掺杂对TiO2光催化能力和稳定性的协同作用. 结合电荷密度图, 分析原子间的电荷转移情况, 得到计算体系中各原子成键状态. 最后, 结合光吸收谱线分析得出Mo/C共掺杂类型在调制TiO2体系中可见光波段的光催化性能上优势明显, 在催化作用上表现出协同效应. 本文的理论研究对共掺杂方法在TiO2光催化领域有着一定的指导意义.
    • 基金项目: 国家自然科学基金青年基金 (批准号: 61006051) 和浙江省自然科学基金重点项目 (批准号: Y407370)资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2011-05-04
  • 修回日期:  2011-07-19
  • 刊出日期:  2012-03-05

Mo-X(B, C, N, O, F)共掺杂TiO2体系的光催化协同效应研究

  • 1. 中国计量学院光学与电子科技学院, 杭州 310018
    基金项目: 

    国家自然科学基金青年基金 (批准号: 61006051) 和浙江省自然科学基金重点项目 (批准号: Y407370)资助的课题.

摘要: 采用密度泛函理论平面波超软赝势方法, 计算并分析了Mo/X(B, C, N, O, F)共掺杂TiO2体系的形成能、电子结构和光学性质, 研究了共掺杂协同效应对于计算体系光催化性能的影响机制. 首先计算出不同掺杂体系的态密度及能带结构, 利用能带理论分析了共掺杂效应对于禁带宽度的调控作用, 进而分析了共掺杂对TiO2光催化能力和稳定性的协同作用. 结合电荷密度图, 分析原子间的电荷转移情况, 得到计算体系中各原子成键状态. 最后, 结合光吸收谱线分析得出Mo/C共掺杂类型在调制TiO2体系中可见光波段的光催化性能上优势明显, 在催化作用上表现出协同效应. 本文的理论研究对共掺杂方法在TiO2光催化领域有着一定的指导意义.

English Abstract

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