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退火对N-In共掺杂p型ZnO薄膜结构和光电性质的影响 被引量:9
1
作者 秦国平 孔春阳 +2 位作者 阮海波 南貌 朱仁江 《重庆师范大学学报(自然科学版)》 CAS 2008年第1期64-66,72,共4页
利用射频磁控溅射结合离子注入的方法在石英玻璃衬底上成功地实现了ZnO薄膜的N-In共掺杂,借助于XRD、霍耳测试、透射谱测试等手段分析了不同退火条件下对ZnO薄膜的结构及光电性质的影响。实验结果表明,在氮气环境下,退火温度介于550-600... 利用射频磁控溅射结合离子注入的方法在石英玻璃衬底上成功地实现了ZnO薄膜的N-In共掺杂,借助于XRD、霍耳测试、透射谱测试等手段分析了不同退火条件下对ZnO薄膜的结构及光电性质的影响。实验结果表明,在氮气环境下,退火温度介于550-600℃,退火时间控制在5-10 min内,可以获得较稳定的p型ZnO薄膜。其中,经过580℃退火20 min的ZnO薄膜具有最佳的电学特性,即空穴浓度达到1.22×10^18cm^-3,迁移率为2.19 cm2V-1s^-1,电阻率是2.33Ωcm。另外,制备的ZnO薄膜在可见光范围内都有很好的透射率,其常温下的禁带宽度为3.25 eV,相对块材本征ZnO的禁带宽度略有减小。 展开更多
关键词 n-In共掺杂 P型ZnO 退火 透射谱
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N-Al共掺ZnO薄膜的p型传导特性 被引量:11
2
作者 吕建国 叶志镇 +3 位作者 诸葛飞 曾昱嘉 赵炳辉 朱丽萍 《Journal of Semiconductors》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第4期730-734,共5页
利用直流反应磁控溅射技术制得N Al共掺的p型ZnO薄膜,N2O为生长气氛.利用X射线衍射(XRD),Hall实验,X射线光电子能谱(XPS)和光学透射谱对共掺ZnO薄膜的性能进行研究.结果表明,薄膜中Al的存在显著提高了N的掺杂量,N以N Al键的形式存在.N A... 利用直流反应磁控溅射技术制得N Al共掺的p型ZnO薄膜,N2O为生长气氛.利用X射线衍射(XRD),Hall实验,X射线光电子能谱(XPS)和光学透射谱对共掺ZnO薄膜的性能进行研究.结果表明,薄膜中Al的存在显著提高了N的掺杂量,N以N Al键的形式存在.N Al共掺ZnO薄膜具有优良的p型传导特性.当Al含量为0.15wt%时,共掺ZnO薄膜的电学性能取得最优值,载流子浓度为2.52×1017cm-3,电阻率为57.3Ω·cm,Hall迁移率为0.43cm2/(V·s).N Al共掺p型ZnO薄膜具有高度c轴取向,在可见光区域透射率高达90%. 展开更多
关键词 n—Al共掺ZnO薄膜 P型传导 n2O生长气氛 直流反应磁控溅射
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N、La共掺杂TiO_2的微观结构及性能 被引量:10
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作者 张瑾 朱忠其 +1 位作者 高攀 柳清菊 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第5期627-631,共5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、La共掺杂TiO2的晶体结构、电子结构和光学性质,计算结果表明,掺杂后TiO2的晶格常数、原子间的键长和原子电荷都发生了变化,导致掺杂后的八面体偶极矩增加,从而有利于光生电子-空穴对... 采用基于密度泛函理论的平面波超软赝势方法研究了N、La共掺杂TiO2的晶体结构、电子结构和光学性质,计算结果表明,掺杂后TiO2的晶格常数、原子间的键长和原子电荷都发生了变化,导致掺杂后的八面体偶极矩增加,从而有利于光生电子-空穴对的分离,提高TiO2的光催化性能,且共掺杂后带隙减小,导致光吸收带边红移到可见光区,而电子在La的5d轨道之间的跃迁使共掺杂TiO2在可见光区有较好的光吸收特性。 展开更多
关键词 TIO2 n、La共掺杂 光催化剂 第一性原理
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Water-in-salt electrolyte ion-matched N/O codoped porous carbons for high-performance supercapacitors 被引量:6
4
作者 Jingjing Yan Dazhang Zhu +3 位作者 Yaokang Lv Wei Xiong Mingxian Liu Lihua Gan 《Chinese Chemical Letters》 SCIE CAS CSCD 2020年第2期579-582,共4页
Pore size and distribution in carbon-based materials are regarded to be a key factor to affect the electrochemical capacitive performances of the resultant electrodes.In this study,nitrogen and oxygen codoped porous c... Pore size and distribution in carbon-based materials are regarded to be a key factor to affect the electrochemical capacitive performances of the resultant electrodes.In this study,nitrogen and oxygen codoped porous carbons(NOPCs) are fabricated based on a simple Schiff-base reaction between m-phenylenediamine and terephthalaldehyde.The NOPCs have tunable morphologies,high surface areas,abundant heteroatom doping.More importantly,the carbons show a dominant micropores of 0.5-0.8 nm,comparable to the ionic sizes of LiTFSI(Li^+0.069 nm;TFSI-0.79 nm) water-in-salt electrolyte with a high potential window of 2.2 V.Consequently,the fabricated symmetric supercapacitor gives a high energy output of 30.5 Wh/kg at 1 kW/kg,and high stability after successive 10,000 cycles with ^96.8% retention.This study provides promising potential to develop high-energy supercapacitors. 展开更多
关键词 n/O codoped Porous carbon Water-in-salt ELECTROLYTE Pore/ion size matching Symmetrical supercapacitor High energy density
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N、F共掺杂可见光响应介孔TiO_2光催化剂:纤维素模板剂合成及活性 被引量:5
5
作者 陈孝云 陆东芳 卢燕凤 《无机化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2012年第12期2513-2522,共10页
以纤维素为模板剂,TiCl4为钛源,采用液相水解-沉淀法制备了浅黄色的N、F共掺杂可见光响应介孔TiO2催化剂(TiONF)。以苯酚为模型物,考察了TiONF在紫外光区、可见光区及太阳光下催化活性;采用X射线光电子能谱(XPS)、傅里叶变换红外(FTIR)... 以纤维素为模板剂,TiCl4为钛源,采用液相水解-沉淀法制备了浅黄色的N、F共掺杂可见光响应介孔TiO2催化剂(TiONF)。以苯酚为模型物,考察了TiONF在紫外光区、可见光区及太阳光下催化活性;采用X射线光电子能谱(XPS)、傅里叶变换红外(FTIR)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)、X射线衍射(XRD)、热重/量热扫描(TG/DSC)、透射电镜(TEM)及低温N2物理吸附-脱附等技术对TiONF催化剂的结构进行了表征。结果表明,以纤维素为模板剂合成适量N、F共掺杂的TiONF催化剂在紫外光区、可见光区及太阳光下均表现出较高的活性,且高于无模板剂合成的TiONF催化剂的活性。N、F共掺杂提高了TiO2表面羟基数量和锐钛矿相TiO2向金红石相转变的温度;N掺杂形成新的能级结构,诱发TiO2可见光催化活性;F掺杂促进TiO2粒子表面氧空穴产生,致使TiO2粒子表面酸度和Ti3+增加。另外,纤维素的加入可减小TiONF颗粒平均尺寸,改善催化剂分散性,提高催化剂比表面积。 展开更多
关键词 TiO2 n—F共掺杂 纤维素 模板剂 光催化剂 可见光
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Mn与N共掺ZnO铁磁稳定性及其电子结构的第一性原理研究 被引量:4
6
作者 吴孔平 顾书林 朱顺明 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第12期144-148,共5页
采用基于密度泛函理论框架下的第一性原理方法,结合广义梯度近似研究了过渡金属Mn掺杂ZnO与(Mn,N)共掺ZnO的电子结构和磁性。对Mn掺杂ZnO不同构型的相对能量进行计算,结果表明Mn掺杂ZnO的最稳定构型具有反铁磁相互作用。另外,对(Mn,N)共... 采用基于密度泛函理论框架下的第一性原理方法,结合广义梯度近似研究了过渡金属Mn掺杂ZnO与(Mn,N)共掺ZnO的电子结构和磁性。对Mn掺杂ZnO不同构型的相对能量进行计算,结果表明Mn掺杂ZnO的最稳定构型具有反铁磁相互作用。另外,对(Mn,N)共掺ZnO不同构型的相对能量进行计算,结果表明引入N后,Mn与N铁磁性相互作用时,(Mn,N)共掺ZnO体系处于最低能量状态。这主要是由于Mn 3d电子与N 2p局域束缚的电子形成的磁性束缚激子诱导了Mn、N共掺ZnO薄膜室温铁磁信号的产生,并且最稳定的铁磁构型为-Mn-N-Mn-复合体,具有明确的团簇趋势。 展开更多
关键词 稀磁半导体 磁化 第一性原理 Mn-n共掺ZnO
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N2O和CO2在N+Fe/TiO2(101)面吸附的第一性原理研究
7
作者 李宗宝 王霞 《东北师大学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2014年第2期93-98,共6页
基于周期性密度泛函理论,研究了N2O和CO2气体在N/Fe共掺杂锐钛矿TiO2(101)面最稳定结构的吸附,并与其在洁净TiO2(101)面的结果进行了对比.详细比较了三原子气体不同吸附位、不同吸附端在Fe位及N位吸附的吸附能、键长和键角的变化.结果表... 基于周期性密度泛函理论,研究了N2O和CO2气体在N/Fe共掺杂锐钛矿TiO2(101)面最稳定结构的吸附,并与其在洁净TiO2(101)面的结果进行了对比.详细比较了三原子气体不同吸附位、不同吸附端在Fe位及N位吸附的吸附能、键长和键角的变化.结果表明:N2O在Fe位吸附较清洁表面强,为化学吸附;CO2在改性表面的吸附较清洁表面弱. 展开更多
关键词 锐钛矿TIO2 密度泛函理论 n Fe共掺杂 吸附能 三原子分子
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非故意掺杂碳对ZnMnO:N磁性影响的实验与理论研究
8
作者 吴孔平 顾书林 +2 位作者 朱顺明 黄友锐 周孟然 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2012年第5期439-444,共6页
利用金属有机源化学气相沉积技术,通过改变受主掺杂源和导入氢气并提高生长压力来逐步抑制C的办法,在蓝宝石上外延了Mn,N共掺ZnO薄膜.X射线衍射显示所有样品都具有良好的单轴取向.ZnMnO:N样品的Raman光谱中C元素相关的振动模明显消失.同... 利用金属有机源化学气相沉积技术,通过改变受主掺杂源和导入氢气并提高生长压力来逐步抑制C的办法,在蓝宝石上外延了Mn,N共掺ZnO薄膜.X射线衍射显示所有样品都具有良好的单轴取向.ZnMnO:N样品的Raman光谱中C元素相关的振动模明显消失.同时van der Pauw法Hall效应测量表明,通过逐步对C的抑制,样品由n型导电转变成p型导电,这主要是由于C与N形成复合体取代O位(CN)_O,具有最低形成能且充当浅施主.对N,Mn共掺ZnO晶体的第一性原理模拟计算显示了N,Mn共掺ZnO的态密度在Fermi能级处存在较强的自旋极化,表明N 2p电子与Mn 3d电子之间存在较强的p-d相互作用,形成磁性束缚激子产生磁矩.一旦引入C后,C,N形成复合体取代O位,导致体系磁性减弱或者消失.模拟计算结果与实验表征分析结果一致表明:对于Mn,N共掺ZnO薄膜样品,引入C与N形成复合体取代O位,Mn,N共掺ZnO薄膜磁性减弱或消失.因此,Mn 3d电子与N 2p局域束缚的电子形成的磁性束缚激子决定了Mn,N共掺ZnO薄膜室温铁磁信号的产生. 展开更多
关键词 稀磁半导体 铁磁性 第一性原理 Mn-n共掺ZnO
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真空退火对ZnMnO:N物理特性影响的研究
9
作者 孙霞 吴孔平 +2 位作者 顾书林 黄时敏 朱顺明 《中国科学:物理学、力学、天文学》 CSCD 北大核心 2012年第5期498-504,共7页
利用金属有机源化学气相沉积(MOCVD)技术,在蓝宝石上外延了Mn-N共掺ZnO薄膜,同时,将得到的ZnMnO:N样品分别在700,900和1100°C的温度下进行真空退火处理.X射线衍射(XRD)显示真空退火使薄膜样品的晶格质量变差,但样品都具有良好的单... 利用金属有机源化学气相沉积(MOCVD)技术,在蓝宝石上外延了Mn-N共掺ZnO薄膜,同时,将得到的ZnMnO:N样品分别在700,900和1100°C的温度下进行真空退火处理.X射线衍射(XRD)显示真空退火使薄膜样品的晶格质量变差,但样品都具有良好的单轴取向.ZnMnO:N样品的拉曼光谱(Raman)和光致发光谱(PL)光学表征显示真空退火使得样品中氧空位(VO)增多.对NT,Mn共掺ZnO晶体的第一性原理模拟计算揭示了N,Mn共掺ZnO的态密度存在较强的p-d相互作用,产生磁矩.一旦引入氧空位(VO)后,费米能级上移,p-d相互作用消失,磁矩减小甚至消失.实验表征分析与模拟计算结果一致:对于N,Mn共掺ZnO薄膜样品,引入氧空位(VO)后,铁磁性减弱.因此,Mn3d电子与N2p局域束缚的电子形成的磁性束缚激子(BMP)决定了磁性相互作用的产生. 展开更多
关键词 稀磁半导体 磁化 第一性原理 Mn-n共掺ZnO
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Solid ion transition route to 3D S-N-codoped hollow carbon nanosphere/graphene aerogel as a metal-free handheld nanocatalyst for organic reactions 被引量:3
10
作者 Jing Pan Shuyan Song +5 位作者 Junqi Li Fan Wang Xin Ge Shuang Yao Xiao Wang Hongjie Zhang 《Nano Research》 SCIE EI CAS CSCD 2017年第10期3486-3495,共10页
A novel metal-free bulk nanocatalyst, S--N-codoped hollow carbon nanosphere/ graphene aerogel (SNC-GA-1000), has been successfully fabricated using a facile and clean solid ion transition route. In this method, ZnS ... A novel metal-free bulk nanocatalyst, S--N-codoped hollow carbon nanosphere/ graphene aerogel (SNC-GA-1000), has been successfully fabricated using a facile and clean solid ion transition route. In this method, ZnS is used as the hard template and S source, while polydopamine acts as a reducing agent and carbon source. At a high annealing temperature, Zn metal is reduced and evaporates, leaving only free S vapor to diffuse into the carbon layer. Interestingly, the as-obtained SNC-GA-1000 exhibits much higher catalytic activity in an organic reduction reaction than unloaded bare S--N-codoped carbon nanospheres. Hydrothermal reduction of the graphene oxide sheets loaded with ZnSC@olydopamine core-shell nanospheres (ZnS@PDA) affords a three-dimensional bulk graphene aerogel. Although nanosized catalysts exhibit high catalytic activities, their subsequent separation is not always satisfactory, making post-treatment difficult. This approach achieves a trade-off between activity and separability. More importantly, due to the 3D structural nature, such bulk and handheld nanocatalysts can be easily separated and recycled. 展开更多
关键词 bulk nanocatalyst solid ion transition graphene aerogel S-n-codoped METAL-FREE
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Single Cu atom dispersed on S,N-codoped nanocarbon derived from shrimp shells for highly-efficient oxygen reduction reaction 被引量:2
11
作者 Hao Zhang Qingdi Sun +4 位作者 Qian He Ying Zhang Xiaohui He Tao Gan Hongbing Ji 《Nano Research》 SCIE EI CSCD 2022年第7期5995-6000,共6页
Recently,Cu-based single-atom catalysts(SACs)have garnered increasing attention as substitutes for platinum-based catalysts in the oxygen reduction reaction(ORR).Therefore,a facile,economical,and efficient synthetic m... Recently,Cu-based single-atom catalysts(SACs)have garnered increasing attention as substitutes for platinum-based catalysts in the oxygen reduction reaction(ORR).Therefore,a facile,economical,and efficient synthetic methodology for the preparation of a high-performance Cu-based SAC electrocatalyst for the ORR is extremely desired,but is also significantly challenging.In this study,we propose a ball-milling method to synthesize isolated metal SACs embedded in S,N-codoped nanocarbon(MNSDC,M=Cu,Fe,Co,Ni,Mn,Pt,and Pd).In particular,the Cu-NSDC SACs exhibit high electrochemical activity for the ORR with half-wave potential(E_(1/2))of 0.84 V(vs.reversible hydrogen electrode(RHE),20 mV higher than Pt/C)in alkaline electrolyte,excellent stability,and electrocatalytic selectivity.Density functional theory(DFT)calculations demonstrated that the desorption of OH*intermediates was the rate-determining step over Cu-NSDC.This study creates a pathway for high-performance ORR single atomic electrocatalysts for fuel cell applications and provides opportunities to convert biowaste materials into commercial opportunities. 展开更多
关键词 ball milling oxygen reduction reaction single-atom catalysis shrimp shell S n-codoped nanocarbon
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Effects of C,N-Codoped on the Corrosion Resistance of TiO_2 Films Prepared by Plasma Surface Alloying and Thermal Oxidation Duplex Process 被引量:1
12
作者 王鹤峰 唐宾 《Journal of Wuhan University of Technology(Materials Science)》 SCIE EI CAS 2011年第3期495-498,共4页
C,N-codoped TiO 2 films have been deposited onto stainless steel substrates using plasma surface alloying and thermal oxidation duplex process.Composition analysis shows that the films shield the substrates entirely.T... C,N-codoped TiO 2 films have been deposited onto stainless steel substrates using plasma surface alloying and thermal oxidation duplex process.Composition analysis shows that the films shield the substrates entirely.The TiO 2 films are anatase in structure as characterized by X-ray diffraction.The electrochemical measurements show that the equilibrium corrosion potential positively shifts from-0.275 eV for bare stainless steel to-0.267 eV for C,N-codoped TiO 2 coated stainless steel,and the corrosion current density decreases from 1.3×10-5 A/cm2 to 4.1×10-6 A/cm2.The corrosion resistance obtained by electrochemistry noise also reveals that the C,N-codoped TiO 2 films provide good protection for stainless steel against corrosion in stimulated body fluid.The above results indicate that C,N-codoped TiO 2 films deposited by plasma surface alloying and thermal oxidation duplex process are effective in protecting stainless steel from corrosion. 展开更多
关键词 plasma surface alloying titanium dioxide C n-codoped corrosion stainless steel electrochemistry noise
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Wavelength-sensitive photocatalytic H2 evolution from H2S splitting over g-C3N4 with S,N-codoped carbon dots as the photosensitizer 被引量:2
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作者 Zhanghui Xie Shan Yu +6 位作者 Xiang-Bing Fan Shiqian Wei Limei Yu Yunqian Zhong Xue-Wang Gao Fan Wu Ying Zhou 《Journal of Energy Chemistry》 SCIE EI CAS CSCD 2021年第1期234-242,I0008,共10页
Photocatalytic splitting of hydrogen sulfide(H2S) for hydrogen evolution is a promising method to solve the energy and environmental issues.In this work,S,N-codoped carbon dots(S,N-CDs)/graphitic carbon nitride(g-C3N4... Photocatalytic splitting of hydrogen sulfide(H2S) for hydrogen evolution is a promising method to solve the energy and environmental issues.In this work,S,N-codoped carbon dots(S,N-CDs)/graphitic carbon nitride(g-C3N4) nanosheet is synthesized by hydrothermal method as an efficient photocatalyst for the decomposition of H2S.In addition to the characterization of the morphology and structure,chemical state,optical and electrochemical performances of S,N-CDs/g-C3N4,hydrogen evolution tests show that the activity of g-C3N4 is improved by introducing S,N-CDs,and the enhancement depends strongly on the wavelength of incident light.The photocatalytic hydrogen production rate of S,N-CDs/g-C3N4 composite reaches 832 μmol g-1h-1, which is 38 times to that of g-C3N4 under irradiation at 460 nm.Density functional theory calculations and electron paramagnetic resonance as well as photoluminescence technologies have altogether authenticated that the unique wavelength-dependent photosensitization of S,N-CDs on g-C3N4;meanwhile,a good match between the energy level of S,N-CDs and g-C3N4 is pivotal for the effective photocatalytic activity.Our work has unveiled the detailed mechanism of the photocatalytic activity enhancement in S,N-CDs/g-C3N4 composite and showed its potential in photocatalytic splitting of H2S for hydrogen evolution. 展开更多
关键词 PHOTOSEnSITIZATIOn S n-codoped carbon dots Hydrogen sulfide splitting Photocatalytic hydrogen evolution
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可见光响应Cr,N-共掺杂钛酸盐纳米管的水热法合成及表征 被引量:1
14
作者 于爱敏 沈雯雯 +3 位作者 苗双 孙晓红 章福祥 关乃佳 《石油学报(石油加工)》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第B10期245-248,共4页
以低温溶剂热法合成的Cr,N-共掺杂的TiO2为前驱体,采用水热法合成了可见光响应Cr,N-共掺杂钛酸盐纳米管;采用XRD、TEM、BET等手段对其结构进行了表征,并采用XPS、UV-vis等手段对Cr、N的存在方式和样品的可见光响应进行了测定。结... 以低温溶剂热法合成的Cr,N-共掺杂的TiO2为前驱体,采用水热法合成了可见光响应Cr,N-共掺杂钛酸盐纳米管;采用XRD、TEM、BET等手段对其结构进行了表征,并采用XPS、UV-vis等手段对Cr、N的存在方式和样品的可见光响应进行了测定。结果表明,采用这种方法合成的可见光响应Cr,N-共掺杂钛酸盐纳米管具有6~7nm的均-孔径和较大的比表面积(400m2/g),并且具有钛酸盐的典型结构特征;Cr和N分别以Cr(Ⅲ)和O-Ti—N的状态存在;合成的样品具有比离子交换法和未交换样品更强的可见光响应。 展开更多
关键词 可见光响应 CR n-共掺杂 钛酸盐 纳米管
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碳、氮共掺杂TiO_2催化剂的制备及其可见光催化活性研究 被引量:1
15
作者 刘娟 《华中师范大学研究生学报》 2010年第2期145-148,共4页
本文以四氯化钛(TiCl4)为钛源,以尿素(CO(NH2)2)为氮源和碳源,采用超声喷雾的方法制备了C,N共掺杂的二氧化钛微粒。并采用XRD,SEM,TEM,DRS对其进行了表征。在可见光照射下,考察了所制备的催化剂光催化降解罗丹明B的催化性能。研究结果表... 本文以四氯化钛(TiCl4)为钛源,以尿素(CO(NH2)2)为氮源和碳源,采用超声喷雾的方法制备了C,N共掺杂的二氧化钛微粒。并采用XRD,SEM,TEM,DRS对其进行了表征。在可见光照射下,考察了所制备的催化剂光催化降解罗丹明B的催化性能。研究结果表明:在可见光照射下,C,N共掺杂的TiO2的光催化性能明显优于纯TiO2的光催化性能。 展开更多
关键词 二氧化钛 碳氮共掺杂 罗丹明B 光催化
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In-N共掺杂ZnO第一性原理计算 被引量:36
16
作者 陈琨 范广涵 +1 位作者 章勇 丁少锋 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2008年第5期3138-3147,共10页
采用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理平面波超软赝势方法计算了纤锌矿ZnO,N掺杂和In-N共掺杂ZnO晶体的电子结构,分析了N掺杂和In-N共掺杂ZnO晶体的能带结构、电子态密度、差分电荷分布以及H原子对In-N共掺杂ZnO的影响.计算结果表明:... 采用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理平面波超软赝势方法计算了纤锌矿ZnO,N掺杂和In-N共掺杂ZnO晶体的电子结构,分析了N掺杂和In-N共掺杂ZnO晶体的能带结构、电子态密度、差分电荷分布以及H原子对In-N共掺杂ZnO的影响.计算结果表明:N掺杂ZnO在能隙中引入了深受主能级,载流子(空穴)局域于价带顶附近.而加入激活施主In的In-N共掺杂ZnO,受主能级向低能方向移动,形成了浅受主能级.同时,受主能级带变宽、非局域化特征明显、提高了掺杂浓度和系统的稳定性.文章的结论与实验结果相符,从而为实验上,In的掺入有助于实现ZnO的p型掺杂提供了理论支持.文中还指出H原子的存在会大大降低掺杂效率,对p型掺杂产生不利影响,应该在反应中尽量避免. 展开更多
关键词 密度泛函理论(DFT) 第一性原理 n掺杂ZnO In-n共掺杂ZnO
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Al-N共掺杂ZnO电子结构和光学性质 被引量:21
17
作者 高小奇 郭志友 +1 位作者 张宇飞 曹东兴 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第4期509-514,共6页
基于密度泛函理论的第一性原理,分析了Al-N共掺杂ZnO的电子结构和光学性质。计算了Al-N复合体共掺ZnO的结合能,发现Al-N复合体可以在ZnO中稳定存在,因此Al-N共掺可以提高N在ZnO的固溶度。研究表明:N掺杂ZnO体系,由于N-2p和Zn-3d态电子... 基于密度泛函理论的第一性原理,分析了Al-N共掺杂ZnO的电子结构和光学性质。计算了Al-N复合体共掺ZnO的结合能,发现Al-N复合体可以在ZnO中稳定存在,因此Al-N共掺可以提高N在ZnO的固溶度。研究表明:N掺杂ZnO体系,由于N-2p和Zn-3d态电子轨道杂化作用,在费米能级附近引入深受主能级,价带顶和导带底发生位移,导致禁带宽带变窄。而Al-N共掺杂体系,适当控制Al和N的比例,克服了N单掺杂时受主间的相互排斥,降低了受主能级,对改善ZnO的p型掺杂有重要意义。在Al-N共掺ZnO中,Al的引入,导致共掺体系的禁带宽度减小,吸收带边红移,实验现象证实了这一结果。 展开更多
关键词 Al-n共掺杂 ZnO 电子结构 光学特性
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Gd/N共掺杂纳米TiO_2的制备及对腐殖酸的降解 被引量:4
18
作者 周艺 黄可龙 +4 位作者 朱志平 杨波 裘洪燕 谷瑶 刘婷 《中南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第4期677-681,共5页
研究一种利用太阳光进行光催化氧化降解腐殖酸的方法。采用溶胶-凝胶法制备Gd/N双元素共掺杂的纳米TiO2复合光催化材料,用X射线衍射仪(XRD)、透射电镜(TEM)和紫外可见漫反射光谱(Uv-VisDRS)对光催化材料进行表征。以腐殖酸溶液为目标降... 研究一种利用太阳光进行光催化氧化降解腐殖酸的方法。采用溶胶-凝胶法制备Gd/N双元素共掺杂的纳米TiO2复合光催化材料,用X射线衍射仪(XRD)、透射电镜(TEM)和紫外可见漫反射光谱(Uv-VisDRS)对光催化材料进行表征。以腐殖酸溶液为目标降解物,太阳光为光源,通过对腐殖酸的降解研究Gd/N双元素共掺杂纳米二氧化钛的光催化活性。研究结果表明:Gd/N双元素掺杂样品为锐钛型结构,颗粒平均粒径为17nm,有红移现象出现,可见光范围内光响应增强;它对腐殖酸的降解率随光强的增大而升高,随溶液pH值降低而增大;同时,钆氮共掺杂具有协同效应,当体系pH值为3.0时,适当配比的Gd/N共掺杂光催化剂样品在太阳光下对腐殖酸催化反应5h后,降解率可达85.4%。 展开更多
关键词 Gd/n共掺纳米TiO2 腐殖酸 光催化
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Br-N共掺杂TiO_2/磁性炭复合材料的制备及其可见光催化性能 被引量:10
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作者 王佳忆 王学江 +3 位作者 黄嘉瑜 王鑫 宋靖珂 赵建夫 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第4期890-898,共9页
以活性炭(AC)为原材料,采用铁盐化学沉淀法耦合壳聚糖-戊二醛交联改性技术制备磁性活性炭(MAC)。以MAC为载体,采用溶胶-凝胶法制备不同Br/Ti掺杂比的Br-N共掺杂TiO_2/MAC可见光催化复合材料(Brx-N-TiO_2/MAC)。通过XRD、UV-Vis漫反射、... 以活性炭(AC)为原材料,采用铁盐化学沉淀法耦合壳聚糖-戊二醛交联改性技术制备磁性活性炭(MAC)。以MAC为载体,采用溶胶-凝胶法制备不同Br/Ti掺杂比的Br-N共掺杂TiO_2/MAC可见光催化复合材料(Brx-N-TiO_2/MAC)。通过XRD、UV-Vis漫反射、BET吸附实验、SEM、XPS表征其结构和化学特征。以水杨酸为模型分子进行光催化降解,评价不同Brx-N-TiO_2/MAC材料的可见光催化活性。实验结果表明,相较于N-TiO_2/MAC可见光催化剂,Br-N共掺杂更能促进催化剂对可见光的吸收。Br_(0.35)-N-TiO_2/MAC对水杨酸的降解效果最好,暗吸附1h、光催化3h后,Br_(0.35)-N-TiO_2/MAC对水杨酸的降解率达到83%,高浓度水杨酸会对光催化反应产生一定的抑制作用,该催化材料重复利用三次后仍有78%的去除率,显示了较好的稳定性。 展开更多
关键词 磁性活性炭 Br-n共掺杂 可见光催化 复合材料 水杨酸
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Gd掺杂和Gd/N共掺杂TiO2光催化剂的制备及其光催化性能研究 被引量:9
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作者 蒋乐 魏琪 +1 位作者 周彬 汪洋 《浙江理工大学学报(自然科学版)》 2017年第1期152-158,共7页
采用溶胶凝胶法分别制备Gd掺杂和Gd/N共掺杂纳米TiO_2光催化剂,用XRD、TEM、SEM等手段表征TiO_2光催化剂的形貌组织,用UV-Vis DRS、PL测试其光学性能。研究Gd掺杂量和Gd/N共掺杂量分别对二氧化钛在紫外和可见光下降解甲基橙性能的影响... 采用溶胶凝胶法分别制备Gd掺杂和Gd/N共掺杂纳米TiO_2光催化剂,用XRD、TEM、SEM等手段表征TiO_2光催化剂的形貌组织,用UV-Vis DRS、PL测试其光学性能。研究Gd掺杂量和Gd/N共掺杂量分别对二氧化钛在紫外和可见光下降解甲基橙性能的影响并分析其机理。结果表明:1.5%Gd掺杂TiO_2经7.6h紫外线照射下对甲基橙降解率达到100%,0.5%Gd、8.0%N共掺杂的TiO_2经7.6h可见光照射下对甲基橙降解率达到68.4%。 展开更多
关键词 TiO2 可见光降解 溶胶凝胶法 Gd/n共掺杂
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