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N, Co共掺杂锐钛矿相TiO2光催化剂的第一性原理研究

张学军 张光富 金辉霞 朱良迪 柳清菊

N, Co共掺杂锐钛矿相TiO2光催化剂的第一性原理研究

张学军, 张光富, 金辉霞, 朱良迪, 柳清菊
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  • 采用第一性原理平面波超软赝势方法研究了N, Co共掺杂锐钛矿相TiO2的微观结构和光学性质.结果表明: N, Co共掺杂后TiO2晶格中产生的偶极矩使光生电子-空穴对更有效地分离; 在TiO2导带和价带之间形成了新的杂质能级, 一方面使吸收带边红移到可见光区, 光吸收性能明显增强, 另一方面有利于光生电子-空穴对的分离, 提高TiO2的光量子效率; 与纯TiO2相比, N, Co共掺杂锐钛矿相TiO2带边的氧化还原势只有微小的变化, 共掺杂后TiO2的强氧化还原能力得以保持.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 50862009, 51062017)和湖南省科技计划项目(批准号: 2011FJ3174)资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2012-04-20
  • 修回日期:  2012-08-01
  • 刊出日期:  2013-01-05

N, Co共掺杂锐钛矿相TiO2光催化剂的第一性原理研究

  • 1. 湖南城市学院通信与电子工程学院, 益阳 413000;
  • 2. 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: 

    国家自然科学基金(批准号: 50862009, 51062017)和湖南省科技计划项目(批准号: 2011FJ3174)资助的课题.

摘要: 采用第一性原理平面波超软赝势方法研究了N, Co共掺杂锐钛矿相TiO2的微观结构和光学性质.结果表明: N, Co共掺杂后TiO2晶格中产生的偶极矩使光生电子-空穴对更有效地分离; 在TiO2导带和价带之间形成了新的杂质能级, 一方面使吸收带边红移到可见光区, 光吸收性能明显增强, 另一方面有利于光生电子-空穴对的分离, 提高TiO2的光量子效率; 与纯TiO2相比, N, Co共掺杂锐钛矿相TiO2带边的氧化还原势只有微小的变化, 共掺杂后TiO2的强氧化还原能力得以保持.

English Abstract

参考文献 (36)

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