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Cu/N表面沉积共掺杂TiO2光催化剂作用机理的理论研究

李宗宝 王霞 樊帅伟

Cu/N表面沉积共掺杂TiO2光催化剂作用机理的理论研究

李宗宝, 王霞, 樊帅伟
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  • 本文采用基于周期性密度泛函理论研究了Cu/N表面沉积共掺杂对锐钛矿相TiO2(001)面的修饰作用. 计算了Cu在不同位置掺杂TiO2(101)面和(001)面的形成能,并在此基础上计算N不同位置掺杂TiO2(001)面及Cu/TiO2(001)面的形成能,通过形成能的比较获得了表面共掺杂的最优化结构. 在此基础上计算了最稳定结构的能带结构及态密度,并与S单掺杂TiO2(001)面最稳定结构进行了对比. 通过对结果的分析发现:Cu/N在(001)表面的沉积共掺杂有效降低了TiO2 的禁带宽度,并在表面形成CuO2 相,更利于提高其光催化活性.
    • 基金项目: 贵州省教育厅自然科学基金重点项目(批准号:黔教合KY字[2013]182号)和贵州省自然科学基金(批准号:黔科合J字LKT[2012]17号)资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2014-03-13
  • 修回日期:  2014-04-14
  • 刊出日期:  2014-08-05

Cu/N表面沉积共掺杂TiO2光催化剂作用机理的理论研究

  • 1. 铜仁学院物理与应用工程系, 贵州省教育厅材料制备新技术和与应用特色重点实验室, 铜仁 554300;
  • 2. 铜仁学院生物与化学工程系, 铜仁 554300;
  • 3. 三峡大学理学院, 宜昌 443002
    基金项目: 

    贵州省教育厅自然科学基金重点项目(批准号:黔教合KY字[2013]182号)和贵州省自然科学基金(批准号:黔科合J字LKT[2012]17号)资助的课题.

摘要: 本文采用基于周期性密度泛函理论研究了Cu/N表面沉积共掺杂对锐钛矿相TiO2(001)面的修饰作用. 计算了Cu在不同位置掺杂TiO2(101)面和(001)面的形成能,并在此基础上计算N不同位置掺杂TiO2(001)面及Cu/TiO2(001)面的形成能,通过形成能的比较获得了表面共掺杂的最优化结构. 在此基础上计算了最稳定结构的能带结构及态密度,并与S单掺杂TiO2(001)面最稳定结构进行了对比. 通过对结果的分析发现:Cu/N在(001)表面的沉积共掺杂有效降低了TiO2 的禁带宽度,并在表面形成CuO2 相,更利于提高其光催化活性.

English Abstract

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