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C掺杂锐钛矿相TiO_2吸收光谱的第一性原理研究 被引量:31
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作者 徐凌 唐超群 钱俊 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2010年第4期2721-2727,共7页
运用第一性原理,对C掺杂锐钛矿相TiO2的电子结构进行了研究,从能带结构理论解释了C掺杂TiO2吸收光谱的一些实验现象.发现在C掺杂后的锐钛矿相TiO2的禁带宽度增大,并且在带隙中出现了杂质能级,这些杂质能级主要是由C2p轨道上的电子构成的... 运用第一性原理,对C掺杂锐钛矿相TiO2的电子结构进行了研究,从能带结构理论解释了C掺杂TiO2吸收光谱的一些实验现象.发现在C掺杂后的锐钛矿相TiO2的禁带宽度增大,并且在带隙中出现了杂质能级,这些杂质能级主要是由C2p轨道上的电子构成的,它们之间是独立的,正是这些独立的杂质能级使TiO2掺杂后可以发生可见光响应.价带上的电子可以吸收一定能量的光子跃迁到杂质能级,而杂质能级上的电子也可以吸收一定能量的光子跃迁到导带,所以从理论上可以计算出掺杂后的TiO2在可见光范围内存在两个吸收边,与实验中所得到的现象相一致. 展开更多
关键词 C掺杂 锐钛矿tio2 能带结构 吸收光谱
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Au掺杂方式对锐钛矿TiO2光催化性能的影响 被引量:19
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作者 卢晗锋 周瑛 +2 位作者 徐柏庆 陈银飞 刘化章 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2008年第3期459-464,共6页
结合超临界乙醇干燥技术,采用沉积-沉淀(DP)和共沉淀(CP)法分别制备了具有单一锐钛矿晶相的Au/TiO2和Au(0.2%,原子分数)-TiO2光催化剂,通过XRD、BET、TEM、XPS和Raman手段表征样品中Au的掺杂形态,以光催化降解甲基橙为模型反应考察了样... 结合超临界乙醇干燥技术,采用沉积-沉淀(DP)和共沉淀(CP)法分别制备了具有单一锐钛矿晶相的Au/TiO2和Au(0.2%,原子分数)-TiO2光催化剂,通过XRD、BET、TEM、XPS和Raman手段表征样品中Au的掺杂形态,以光催化降解甲基橙为模型反应考察了样品的光催化活性.结果表明,DP法制备的Au/TiO2在110℃干燥处理后,表面存在的Au3+能有效地促进锐钛矿TiO2光催化性能,其一级反应速率常数比纯锐钛矿TiO2提高了3.2倍,比商用光催化剂Degussa-P25提高了4.1倍,而当Au3+被还原为Au0后光催化活性下降.用CP法制备的Au-TiO2并没有较大地提高锐钛矿TiO2光催化性能,在焙烧温度达到800℃时,Au向表面迁移聚集,造成锐钛矿TiO2晶格氧空位和缺陷位增加,使光催化活性下降. 展开更多
关键词 掺杂 氧化态 锐钛矿tio2 甲基橙 光催化
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N、C共掺杂锐钛矿相TiO_2电子结构和光学性质的第一性原理研究 被引量:15
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作者 李宗宝 贾礼超 王霞 《原子与分子物理学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第5期844-850,共7页
采用基于密度泛函理论的平面波超软赝势方法,研究了N和C原子分别单掺杂和双掺杂锐钛矿TiO2的形成能、晶体结构、电子结构和光学性质.计算结果表明:原子替位掺杂后体系晶格发生畸变;C替位掺杂更倾向于替代Ti位,而非O位;替位掺杂使TiO2光... 采用基于密度泛函理论的平面波超软赝势方法,研究了N和C原子分别单掺杂和双掺杂锐钛矿TiO2的形成能、晶体结构、电子结构和光学性质.计算结果表明:原子替位掺杂后体系晶格发生畸变;C替位掺杂更倾向于替代Ti位,而非O位;替位掺杂使TiO2光吸收带边发生了明显红移,且在可见光区域的吸收效率明显增加,大大提高了光催化效率.与单掺杂比较发现,N、C双掺杂红移现象更加明显,为较好的掺杂改性方式. 展开更多
关键词 密度泛函理论 光催化 锐钛矿tio2 电子结构 光学性质 ANATASE tio2
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Mn与非金属元素N,C,S共掺锐钛矿型TiO_2电子性质和光学性质研究 被引量:15
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作者 岳远霞 冯庆 王寅 《原子与分子物理学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第3期479-486,共8页
金属与非金属共掺TiO2半导体以提高对可见光的利用率是近期研究的一个热点.本文通过基于密度泛函理论的平面波超软赝势方法,计算了Mn-N共掺杂、Mn-C共掺杂、Mn-S共掺杂TiO2晶体的能带、态密度、分态密度和光学性质.通过对比Mn-N共掺杂、... 金属与非金属共掺TiO2半导体以提高对可见光的利用率是近期研究的一个热点.本文通过基于密度泛函理论的平面波超软赝势方法,计算了Mn-N共掺杂、Mn-C共掺杂、Mn-S共掺杂TiO2晶体的能带、态密度、分态密度和光学性质.通过对比Mn-N共掺杂、Mn-C共掺杂、Mn-S共掺杂,这三种掺杂都在一定程度上改善了锐钛矿型二氧化钛对可见光的利用率,但Mn-C共掺杂相比于另外两种掺杂来说,对可见光的响应效果更好,电子从杂质能级跳跃到导带需要1.94eV能量,该能量恰好对应可见光吸收光谱中的吸收峰.并且Mn-C共掺杂对可见光的的吸收率,反射率都远高于其它两种掺杂体系. 展开更多
关键词 第一性原理 密度泛函理论 Mn-N C S共掺杂 锐钛矿tio2 光学性质
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TiO_2/Fe_2O_3核-壳粒子的制备及光学性能 被引量:9
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作者 张霞 赵岩 张彩碚 《材料研究学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第4期343-348,共6页
钛酸四丁酯(TBOT)水解产生的TiO2沉积在单分散准球形α-Fe2O3颗粒的表面,形成均匀、连续的核-壳结构.TiO2壳层的厚度约为30nm.在500℃热处理后,TiO2壳层从非晶态转变为锐钛矿结构.在光激发下,TiO2/Fe2O3核-壳粒子的电子从TiO2价带跃迁... 钛酸四丁酯(TBOT)水解产生的TiO2沉积在单分散准球形α-Fe2O3颗粒的表面,形成均匀、连续的核-壳结构.TiO2壳层的厚度约为30nm.在500℃热处理后,TiO2壳层从非晶态转变为锐钛矿结构.在光激发下,TiO2/Fe2O3核-壳粒子的电子从TiO2价带跃迁到能量较低的α-Fe2O3导带,在可见光区产生新的强吸收峰.光谱计算结果表明TiO2价带与α-Fe2O3导带的能量差为1.6eV. 展开更多
关键词 复合材料 单分散 准球形α-Fe2O3 锐钛矿tio2 核-壳粒子
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锐钛矿型TiO_2的低温制备及其光催化还原六价铀活性研究 被引量:11
6
作者 郭亚丹 江海鸿 +3 位作者 卜显忠 付显婷 高柏 马文杰 《陶瓷学报》 CAS 北大核心 2016年第3期283-288,共6页
以TiCl_4为钛源,采用简单易行的溶胶凝胶法低温制备锐钛矿型TiO_2光催化剂。采用XRD、SEM、DRS和LRS等手段对所制备的锐钛矿型TiO2催化剂的结构进行了表征。通过光催化还原U(Ⅵ)效果研究了锐钛矿型TiO_2光催化剂的光催化还原活性。结果... 以TiCl_4为钛源,采用简单易行的溶胶凝胶法低温制备锐钛矿型TiO_2光催化剂。采用XRD、SEM、DRS和LRS等手段对所制备的锐钛矿型TiO2催化剂的结构进行了表征。通过光催化还原U(Ⅵ)效果研究了锐钛矿型TiO_2光催化剂的光催化还原活性。结果表明,催化剂在紫外光区有较强的吸收,纳米锐钛矿型TiO_2的吸收带边分别为398 nm,纳米TiO_2样品的禁带宽度为3.14 e V。锐钛矿型TiO_2对U(Ⅵ)的光催化还原活性可达到99%。为高效光催化还原技术处理低浓度含铀废水提供实验依据。 展开更多
关键词 锐钛矿tio2 低温 光催化还原 U(Ⅵ)
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La,Ce共掺锐钛矿相TiO_2的电子结构及光学性质的第一性原理研究 被引量:8
7
作者 付现凯 宫长伟 +2 位作者 王家恒 焦俊荣 柴跃生 《人工晶体学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第4期1114-1119,共6页
采用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理对La和Ce单掺杂及La-Ce共掺杂锐钛矿TiO2前后的晶格参数、能带结构、态密度以及光吸收特性进行了计算。结果表明:掺杂后导致锐钛矿TiO2晶胞膨胀,晶格发生明显畸变并减小了锐钛矿相TiO2的禁带宽度;... 采用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理对La和Ce单掺杂及La-Ce共掺杂锐钛矿TiO2前后的晶格参数、能带结构、态密度以及光吸收特性进行了计算。结果表明:掺杂后导致锐钛矿TiO2晶胞膨胀,晶格发生明显畸变并减小了锐钛矿相TiO2的禁带宽度;La-Ce共掺杂后引入新的杂质能级,导带下移,TiO2的光吸收带边发生明显红移,在紫外区和可见光区的吸收系数增大,有效提高了TiO2的光催化效率。 展开更多
关键词 第一性原理 锐钛矿tio2 La Ce共掺杂 态密度
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Pt-N共掺杂锐钛矿TiO2的第一性原理研究 被引量:8
8
作者 包秀丽 陈露 +1 位作者 杨凤 汪粒粒 《原子与分子物理学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第3期520-526,共7页
采用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理中的平面波超软赝势(PWPP)方法对理想TiO_2,N单掺杂,Pt单掺杂和Pt-N共掺杂锐钛矿相TiO_2的电子结构进行计算,分析N单掺杂、Pt单掺杂及Pt-N共掺杂对锐钛矿相TiO_2的晶体结构、能带和态密度的影响.... 采用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理中的平面波超软赝势(PWPP)方法对理想TiO_2,N单掺杂,Pt单掺杂和Pt-N共掺杂锐钛矿相TiO_2的电子结构进行计算,分析N单掺杂、Pt单掺杂及Pt-N共掺杂对锐钛矿相TiO_2的晶体结构、能带和态密度的影响.计算结果表明:掺杂后TiO_2的晶格发生畸变,原子间键长的变化使晶格发生膨胀,Pt单掺杂、N单掺杂TiO_2禁带宽度变窄,Pt-N共掺杂TiO_2分别在价带顶和导带底产生杂质能级,且禁带宽度缩小范围大,表明Pt-N共掺杂能进一步提高锐钛矿TiO_2催化性能. 展开更多
关键词 Pt-N共掺杂 锐钛矿tio2 能带结构 电子结构
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暴露高能晶面锐钛矿型TiO_2研究进展 被引量:8
9
作者 陈志鸿 方晓明 张正国 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第6期1320-1330,共11页
在总结TiO2晶体的形貌结构理论预测研究的基础上,全面且深入地评述了不同形貌的暴露高能晶面锐钛矿相TiO2材料的合成方法及其调控机制。在合成出微米级单晶的基础上,暴露高能晶面的锐钛矿型TiO2纳米晶以及由基本纳米结构单元构成的三维... 在总结TiO2晶体的形貌结构理论预测研究的基础上,全面且深入地评述了不同形貌的暴露高能晶面锐钛矿相TiO2材料的合成方法及其调控机制。在合成出微米级单晶的基础上,暴露高能晶面的锐钛矿型TiO2纳米晶以及由基本纳米结构单元构成的三维纳米结构聚集体被陆续被制备出来。此外,本文还介绍了暴露高能晶面锐钛矿型TiO2材料的掺杂改性研究,阐述了新合成出的暴露高能晶面锐钛矿型TiO2材料在光催化降解污染物和分解水、太阳电池以及锂离子电池等领域的应用性能。最后,指出了暴露高能晶面TiO2在制备和应用研究上存在的不足和今后的发展方向。 展开更多
关键词 锐钛矿tio2 高能晶面 形貌理论预测 制备策略 掺杂
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基于CdSe掺杂锐钛矿TiO_2的可见光体外灭活HL60细胞实验研究 被引量:6
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作者 薛婷 郭文博 +3 位作者 梁雪影 罗丹 艾保全 熊建文 《激光生物学报》 CAS 2017年第3期224-231,共8页
用超声驱动方法合成了CdSe/TiO_2复合纳米粒子,并通过扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、紫外可见光(UV-Vis)吸收光谱和荧光(FS)光谱对CdSe/TiO_2复合纳米粒子进行表征。使用CCK-8法测定CdSe/TiO_2对白血病细胞的可见光光... 用超声驱动方法合成了CdSe/TiO_2复合纳米粒子,并通过扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、紫外可见光(UV-Vis)吸收光谱和荧光(FS)光谱对CdSe/TiO_2复合纳米粒子进行表征。使用CCK-8法测定CdSe/TiO_2对白血病细胞的可见光光催化活性并通过SEM研究HL60细胞的表面超微结构形态。实验结果表明,用CdSe/TiO_2复合纳米粒子处理的组中观察到明显的HL60细胞生长抑制,并且HL60细胞在CdSe掺杂TiO_2复合纳米粒子作用下的PDT效率显著高于TiO_2,表明可以通过CdSe的修饰有效增强TiO_2的可见光光催化活性。此外,CdSe/TiO_2在可见光辐照下在4μg/m L的终值浓度下显示非常高的光动力效率,达76%。荧光光谱分析表明,CdSe/TiO_2复合纳米粒子可能通过分离光生空穴电子对提高此复合纳米粒子的光催化活性,从而提高CdSe/TiO_2对HL60细胞的PDT灭活效率。 展开更多
关键词 锐钛矿tio2 CdSe/tio2复合纳米粒子 光动力疗法(PDT) HL60细胞 CCK-8
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溶胶-凝胶-水热晶化法制备锐钛矿TiO_2纳米膜的耐蚀性能 被引量:7
11
作者 云虹 林昌健 杜荣归 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2011年第5期1122-1127,共6页
以钛酸正丁酯为前驱体,采用溶胶-凝胶-水热晶化法在不锈钢(SS)表面制备TiO2纳米膜.利用X射线衍射(XRD)、Raman光谱、场发射扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)和俄歇电子能谱(AES)表征了TiO2纳米膜的晶型、表面形貌和表面化学组成... 以钛酸正丁酯为前驱体,采用溶胶-凝胶-水热晶化法在不锈钢(SS)表面制备TiO2纳米膜.利用X射线衍射(XRD)、Raman光谱、场发射扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)和俄歇电子能谱(AES)表征了TiO2纳米膜的晶型、表面形貌和表面化学组成.通过极化曲线和电化学阻抗谱(EIS)研究了TiO2纳米膜的耐蚀性能.170°C下水热晶化制备的锐钛矿TiO2与450°C焙烧制备的锐钛矿TiO2的结晶度类似,但两种TiO2薄膜的表面结构存在明显差异,水热晶化法制备的TiO2纳米膜在3.5%(w)NaCl溶液中的耐蚀性能优于焙烧法制备的. 展开更多
关键词 水热晶化 锐钛矿tio2 腐蚀与防护
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罗丹明B敏化锐钛矿型TiO_2的低温制备及性能 被引量:7
12
作者 江海军 奚丽荷 +2 位作者 张瑾 朱忠其 柳清菊 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第6期993-995,共3页
采用溶胶-凝胶法在低温(60~80℃)下制备得到罗丹明B染料敏化的锐钛矿型TiO2粉体。利用X射线衍射、红外光谱、荧光光谱、紫外-可见光吸收光谱、漫反射光谱对光催化剂的晶相结构、吸收光谱特征进行了表征,结果表明:罗丹明B与TiO2发... 采用溶胶-凝胶法在低温(60~80℃)下制备得到罗丹明B染料敏化的锐钛矿型TiO2粉体。利用X射线衍射、红外光谱、荧光光谱、紫外-可见光吸收光谱、漫反射光谱对光催化剂的晶相结构、吸收光谱特征进行了表征,结果表明:罗丹明B与TiO2发生了相互作用,罗丹明B敏化的TiO2在可见光区域的吸收增强。光催化氧化实验表明,经罗丹明B敏化的锐钛矿型TiO2粉体,在普通日光灯下对甲基橙具有良好的光催化活性。 展开更多
关键词 锐钛矿tio2 粉体 罗丹明B 染料敏化 光催化
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Sm掺杂对锐钛矿TiO_2电子寿命和红移影响的第一原理研究 被引量:6
13
作者 侯清玉 张振铎 李聪 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第19期2599-2604,共6页
基于密度泛函理论平面波超软赝势方法,采用第一性原理对不同浓度Sm掺杂锐钛矿相TiO2超胞的结构优化、形成能、能带结构、态密度、差分电荷分布和光学性质进行了计算。结果表明Sm掺杂后锐钛矿相TiO2超胞的电子结构变化很大。在限定的浓... 基于密度泛函理论平面波超软赝势方法,采用第一性原理对不同浓度Sm掺杂锐钛矿相TiO2超胞的结构优化、形成能、能带结构、态密度、差分电荷分布和光学性质进行了计算。结果表明Sm掺杂后锐钛矿相TiO2超胞的电子结构变化很大。在限定的浓度范围内,掺杂浓度越小,形成能越小,掺杂越容易,电子寿命越长,带隙宽度越窄,吸收光谱红移越显著。计算结果与实验结果一致。 展开更多
关键词 Sm掺杂 锐钛矿tio2 电子结构 吸收光谱
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锐钛矿二氧化钛纳米颗粒水热结晶过程研究 被引量:6
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作者 李小龙 杨旭 +3 位作者 杨立斌 胡彩花 王学魁 沙作良 《人工晶体学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第11期3152-3157,共6页
以钛酸四丁酯(TBOT)为钛源,氨水为矿化剂,在水热条件下,反应结晶制备锐钛矿TiO_2纳米颗粒。并对锐钛矿TiO_2进行X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)、扫描电子显微镜(SEM)、投射电子显微镜(TEM)表征,分析其物相组成及形貌。结果表明,反应... 以钛酸四丁酯(TBOT)为钛源,氨水为矿化剂,在水热条件下,反应结晶制备锐钛矿TiO_2纳米颗粒。并对锐钛矿TiO_2进行X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)、扫描电子显微镜(SEM)、投射电子显微镜(TEM)表征,分析其物相组成及形貌。结果表明,反应时间是锐钛矿TiO_2形成和生长控制的关键因素。利用JMA方程对锐钛矿TiO_2结晶生长进行动力学分析。结果表明,随着钛源浓度增加,Avrami指数n逐渐变大。 展开更多
关键词 水热法 锐钛矿tio2 JMA方程 动力学
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纳米锐钛矿TiO2及负载金催化剂的制备与催化性能 被引量:4
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作者 程玉红 周婷 +5 位作者 何璇 曹会勤 郭杰 高秋菊 赵春霞 马小东 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第14期25-28,共4页
通过简单的水解-沉淀法制备了纳米TiO2,考察了反应条件对其粒径和晶型的影响。结果表明制备小粒径锐钛矿TiO2的有利条件为:倒加法;Ti(OBu)4与C2H5OH、H2O与C2H5OH和Ti(OBu)4与H2O的体积比分别为1/3、1/4和1/1;pH=7和400℃焙烧。沉积-沉... 通过简单的水解-沉淀法制备了纳米TiO2,考察了反应条件对其粒径和晶型的影响。结果表明制备小粒径锐钛矿TiO2的有利条件为:倒加法;Ti(OBu)4与C2H5OH、H2O与C2H5OH和Ti(OBu)4与H2O的体积比分别为1/3、1/4和1/1;pH=7和400℃焙烧。沉积-沉淀法制备的Au/TiO2催化剂催化CO氧化结果表明,催化剂的活性受焙烧温度影响很大,200℃焙烧的催化剂具有最好的催化活性。 展开更多
关键词 纳米 锐钛矿tio2 Au/tio2催化剂低温CO氧化
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(S,Co)双掺杂TiO_2改性第一性原理 被引量:5
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作者 李宗宝 王霞 +1 位作者 周勋 祝娅 《辽宁工程技术大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2013年第2期206-211,共6页
为提高TiO2晶体的光催化性能,采用基于密度泛函理论的平面波超软赝势方法,研究了S和Co分别单掺杂和双掺杂锐钛矿TiO2的晶体结构、电子结构和光学性质.研究结果表明:原子替位掺杂后体系晶格畸变较小;禁带中杂质能级的出现使TiO2光吸收带... 为提高TiO2晶体的光催化性能,采用基于密度泛函理论的平面波超软赝势方法,研究了S和Co分别单掺杂和双掺杂锐钛矿TiO2的晶体结构、电子结构和光学性质.研究结果表明:原子替位掺杂后体系晶格畸变较小;禁带中杂质能级的出现使TiO2光吸收带边发生了明显红移,且在可见光区的吸收效率显著增加,大大提高了光催化效率.与单掺杂比较发现,(S,Co)双掺杂红移现象更加明显且在可见光区均有吸收,为较好的掺杂改性方式.该成果对实验合成性能较佳的TiO2具有较好的指导意义. 展开更多
关键词 密度泛函理论 GGA+U 光催化 锐钛矿tio2 能带 态密度 光学性质 双掺杂 性能佳
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干燥法对纳米TiO_2晶相及其光催化活性的影响 被引量:3
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作者 何代平 《应用化工》 CAS CSCD 2007年第8期751-754,共4页
Ti(OH)4水凝胶和醇凝胶分别用空气、超临界乙醇干燥,在不同温度下焙烧,制备了纳米TiO2光催化剂,以光催化降解活性艳红X-3B作为模型反应,评价其光催化活性,并用XRD,BET和TG进行了表征。结果表明,超临界乙醇干燥法制得的锐钛矿纳米TiO2具... Ti(OH)4水凝胶和醇凝胶分别用空气、超临界乙醇干燥,在不同温度下焙烧,制备了纳米TiO2光催化剂,以光催化降解活性艳红X-3B作为模型反应,评价其光催化活性,并用XRD,BET和TG进行了表征。结果表明,超临界乙醇干燥法制得的锐钛矿纳米TiO2具有较高的热稳定性,并且随着焙烧温度的升高,其光催化降解活性艳红X-3B的活性逐渐提高,800℃焙烧的样品活性最高,与Degussa P25 TiO2商品催化剂的光催化活性相当,但晶粒大、易分离。 展开更多
关键词 超临界干燥 锐钛矿tio2 热稳定 光催化
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N,Cr共掺锐钛矿TiO_2电子结构和光学性质的第一性原理研究 被引量:4
18
作者 孙凌涛 郭朝中 +1 位作者 伏春平 石东平 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第23期23075-23079,共5页
采用第一性原理的平面波赝势方法研究了N、Cr单一掺杂及共掺杂锐钛矿TiO_2的能带结构、态密度和光学性质。结果表明,N单一掺杂体系中N2p杂质轨道交叠在费米能级上;Cr单一掺杂体系中杂质能级主要由O2p和Cr3d轨道杂化贡献;N、Cr共掺杂致... 采用第一性原理的平面波赝势方法研究了N、Cr单一掺杂及共掺杂锐钛矿TiO_2的能带结构、态密度和光学性质。结果表明,N单一掺杂体系中N2p杂质轨道交叠在费米能级上;Cr单一掺杂体系中杂质能级主要由O2p和Cr3d轨道杂化贡献;N、Cr共掺杂致使导带及价带相对费米能级明显下降,同时在原禁带基础上形成了新的杂质能级、禁带宽度减小,锐钛矿TiO_2的光吸收带红移,其吸收系数增大、能量损失缩小,有效增强了锐钛矿TiO_2的光催化效率。 展开更多
关键词 锐钛矿tio2 N+Cr共掺杂 电子结构 光学性质
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Ce-N共掺锐钛矿TiO2(001)取向电子结构和光学性质 被引量:4
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作者 董明慧 苑光明 +2 位作者 王学文 刘恩超 张彩丽 《电子元件与材料》 CAS CSCD 北大核心 2019年第11期14-20,共7页
采用第一性原理研究了Ce和N共掺杂锐钛矿TiO2的稳定性、电子结构和光学性质.结果表明在锐钛矿TiO2中Ce倾向于间隙掺杂,而N更倾向于O替位掺杂;Ce单掺杂和Ce-N共掺杂都能使TiO2带隙宽度减小,同时N原子还能在价带顶引入浅受主能级,有利于... 采用第一性原理研究了Ce和N共掺杂锐钛矿TiO2的稳定性、电子结构和光学性质.结果表明在锐钛矿TiO2中Ce倾向于间隙掺杂,而N更倾向于O替位掺杂;Ce单掺杂和Ce-N共掺杂都能使TiO2带隙宽度减小,同时N原子还能在价带顶引入浅受主能级,有利于可见光的吸收和阻止光生载流子-空穴复合;Ce单掺杂和Ce-N共掺杂锐钛矿TiO2(001)取向都满足光催化制氢条件,因此都具有良好的光催化特性.综合分析带边位置和吸收光谱发现Ce-N共掺杂能有效提高锐钛矿TiO2(001)取向的光催化制氢能力. 展开更多
关键词 锐钛矿tio2 第一性原理 电子结构 光学性质 光催化 受主能级
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同主族Si/C共掺杂TiO2可见光区光催化性能的第一性原理计算 被引量:4
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作者 王青 王帅 +1 位作者 戴剑锋 李维学 《四川大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2017年第1期135-140,共6页
本文利用密度泛函理论(DFT)第一性原理平面波超软赝方法对Si/C共掺杂锐钛矿TiO_2电子结构、差分电荷密度和光学特性进行了研究.计算结果表明,共掺杂能明显降低体系的带隙(约为1.7eV),能有效增加其光催化活性.从总态密度图可以得到,费米... 本文利用密度泛函理论(DFT)第一性原理平面波超软赝方法对Si/C共掺杂锐钛矿TiO_2电子结构、差分电荷密度和光学特性进行了研究.计算结果表明,共掺杂能明显降低体系的带隙(约为1.7eV),能有效增加其光催化活性.从总态密度图可以得到,费米能级附近的杂质态降低了跃迁能.Si/C共掺杂锐钛矿TiO_2能有效提高其在可见光区域的吸收系数,特别是在三种不同的构型中,第三种构型在可见光区域具有最大吸收系数. 展开更多
关键词 锐钛矿tio2 第一性原理 光学特性 电子结构 能带结构
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