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生物炭改性TiO_(2)锐钛矿-金红石相S型同质结的构建及其光催化降解四环素研究 被引量：1
1
作者 安明泽 张兵兵 +4 位作者 杨照 陈蔚洁 王盛 薛斌 秦舒浩 《功能材料》 北大核心 2025年第2期2167-2178,共12页
构建具有高效电荷迁移效率和丰富活性位点的梯形(S型)同质结光催化剂是提升光催化性能的一种有效途径。研究采用典型的水热结合热解法制备了一系列生物炭改性TiO_(2)锐钛矿-金红石相S型同质结催化剂(TBC)。催化剂结构表征和原位XPS测试... 构建具有高效电荷迁移效率和丰富活性位点的梯形(S型)同质结光催化剂是提升光催化性能的一种有效途径。研究采用典型的水热结合热解法制备了一系列生物炭改性TiO_(2)锐钛矿-金红石相S型同质结催化剂(TBC)。催化剂结构表征和原位XPS测试结果表明,优化条件下的TBC550催化剂主要由生物炭和TiO_(2)锐钛矿与金红石相组成,与之构建的TiO_(2)锐钛矿与金红石相S型同质结可促进光生载流子通过生物炭、锐钛矿-金红石的界面进行转移。同时,当光照射在TBC550催化剂界面上时,在内置电场、带边弯曲和库仑力的协同作用下,促进了氧化能力的光生电子与还原能力的光生空穴复合,抑制了氧化能力的光生空穴与还原能力的光生电子转移,进而使电子和空穴具有较高的氧化还原能力。此外,在紫外、可见和模拟太阳光照射下,TBC550催化剂对四环素(TC)水溶液的光催化降解率分别为96.5%、78.3%和89.1%,且5次循环后仍保持良好的稳定性。研究工作可以丰富我们对新型S型同质结光催化剂的认识,为未来使用太阳能驱动光催化降解环境中的污染物提供一种有前景的策略。 展开更多
关键词 生物炭 tio_(2)锐钛矿-金红石相 S型同质结 光催化降解 四环素
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表面氟化锐钛矿与金红石/锐钛矿混合晶相TiO_(2)光催化性能对比研究 被引量：1
2
作者 王梓 陈宏标 +2 位作者 王慧 马军涛 葛素香 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期192-197,共6页
以四氯化钛为钛源,通过改变氢氟酸(HF)用量、水热反应温度和时间调控TiO_(2)的晶相组成,并通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、电子顺磁共振(ESR)、红外光谱(FT-IR)和紫外-可见光光谱(UV-Vis)等手段进行表征,以罗丹明B为模型污染物,对... 以四氯化钛为钛源,通过改变氢氟酸(HF)用量、水热反应温度和时间调控TiO_(2)的晶相组成,并通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、电子顺磁共振(ESR)、红外光谱(FT-IR)和紫外-可见光光谱(UV-Vis)等手段进行表征,以罗丹明B为模型污染物,对比研究了表面氟化锐钛矿TiO_(2)与金红石/锐钛矿混合晶相TiO_(2)光催化性能及反应机制。结果表明:混合晶相有利于电子和空穴共同参与光催化反应,从而更有利于提高光催化性能;表面氟化锐钛矿TiO_(2)能抑制电子的作用,导致其催化活性弱于混合相TiO_(2)。这为高活性TiO_(2)光催化剂的制备提供了一种新思路。 展开更多
关键词 tio_(2) 表面氟化 混合晶相 罗丹明B 光催化
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异质节型SnO_(2)/TiO_(2)制备及其吸附和固相光催化性能的研究
3
作者 郭小峰 卓煜 +1 位作者 杨磊 邹锐 《化工新型材料》 北大核心 2025年第2期193-196,共4页
采用两步水热法制备SnO_(2)/TiO_(2)复合体光催化剂,以亚甲基蓝(MB)为模拟污染物分别用SnO_(2)质量分数为2%、5%、10%的SnO_(2)/TiO_(2)复合体及纯TiO_(2)纳米管做吸附和固相光催化性能实验。吸附实验表明,催化剂均展示出快速的吸附速率... 采用两步水热法制备SnO_(2)/TiO_(2)复合体光催化剂,以亚甲基蓝(MB)为模拟污染物分别用SnO_(2)质量分数为2%、5%、10%的SnO_(2)/TiO_(2)复合体及纯TiO_(2)纳米管做吸附和固相光催化性能实验。吸附实验表明,催化剂均展示出快速的吸附速率,在3min基本都达到吸附平衡。光催化实验结果表明,5%SnO_(2)/TiO_(2)复合体固相光催化效果最好,其12h后光催化效率达到了44.1%。 展开更多
关键词 二氧化钛纳米管 SnO_(2)/tio_(2)复合体 固相光催化 亚甲基蓝
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钪与氧空位共掺杂锐钛矿相TiO_(2)的形成能与电子结构的第一性原理研究
4
作者 谭敏 靳宝霞 +2 位作者 王栋 张金省 方志杰 《原子与分子物理学报》 CAS 北大核心 2024年第1期122-128,共7页
采用基于密度泛函理论的第一性原理研究了钪(Sc)、氧空位(OV)单/共掺杂锐钛矿相TiO_(2),对晶体结构、形成能以及电子结构进行了对比分析.研究结果表明,Sc-TiO_(2)在富氧环境下缺陷形成能为负值,富钛环境下缺陷形成能为正值,表明Sc-TiO_... 采用基于密度泛函理论的第一性原理研究了钪(Sc)、氧空位(OV)单/共掺杂锐钛矿相TiO_(2),对晶体结构、形成能以及电子结构进行了对比分析.研究结果表明,Sc-TiO_(2)在富氧环境下缺陷形成能为负值,富钛环境下缺陷形成能为正值,表明Sc-TiO_(2)只能在富氧环境下制备;OV-TiO_(2)、Sc-OV-TiO_(2)在富氧或富钛环境下缺陷形成能均为负值,但富氧环境下形成能更低;OV-TiO_(2)的0/1-缺陷电荷转变能级为深能级,而Sc-TiO_(2)的0/1-缺陷电荷转变能级则属于相对较浅能级;与纯锐钛矿相TiO_(2)相比,Sc-TiO_(2)的禁带宽度略有减小,但OV-TiO_(2)、Sc-OV-TiO_(2)禁带宽度变宽. 展开更多
关键词 Sc掺杂 锐钛矿相tio_(2) 第一性原理 形成能
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稀土金属Y掺杂锐钛矿TiO_(2)(101)表面的改性 被引量：1
5
作者 朱黎原 王志文 《人工晶体学报》 CAS 北大核心 2024年第2期286-292,共7页
为了掌握Y原子掺杂在锐钛矿TiO_(2)(101)表面的稳定吸附位置和电子结构变化,提高其表面光催化活性,本文利用基于密度泛函理论的第一性原理计算研究了Y原子掺杂在完美的、带有亚表层氧空位和带有表层氧空位的锐钛矿TiO_(2)(101)表面的结... 为了掌握Y原子掺杂在锐钛矿TiO_(2)(101)表面的稳定吸附位置和电子结构变化,提高其表面光催化活性,本文利用基于密度泛函理论的第一性原理计算研究了Y原子掺杂在完美的、带有亚表层氧空位和带有表层氧空位的锐钛矿TiO_(2)(101)表面的结构稳定性和电子性能。结构优化和电荷密度结果表明,Y原子可以稳定吸附在三种不同的表面上。在完美表面吸附时,Y原子最稳定的吸附位置是两个三配位O原子之间的空位;与完美表面类似,在带有亚表层氧空位表面吸附时,Y原子最稳定吸附位置是与氧空位邻近的两个三配位O原子之间的空位;而在带有表层氧空位表面吸附时,Y原子则停留于氧空位邻近的四配位Ti原子位置上最稳定。电荷密度计算结果也表明Y原子与这三种表面结合非常稳固。电子态密度计算结果表明,在带有表层氧空位的锐钛矿TiO_(2)(101)表面引入Y原子会在费米面附近的带隙中引入缺陷态,带隙从1.67 eV降至1.44 eV,这有可能引起电子的分级跃迁,提高表面光催化能力。本文的研究为利用单原子Y掺杂提高TiO_(2)(101)表面光催化能力提供了理论支持。 展开更多
关键词 钇 锐钛矿tio_(2)(101)表面 氧空位 结构稳定性 电子态密度 第一性原理
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纳米TiO_(2)微球的制备及光催化降解气相苯特性
6
作者 杜晶晶 赵军伟 +1 位作者 施飞 程晓民 《功能材料》 CAS CSCD 北大核心 2024年第7期7231-7236,共6页
以四氯化钛和尿素为原料,通过溶剂热法制备了纳米TiO_(2)微球。利用XRD、FE-SEM、TEM、UV-Vis、BET测试手段对样品的组成、结构、形貌、光学性能、比表面特性进行分析,以气相苯为目标降解物,研究不同溶剂热时间所制备的微球对光催化活... 以四氯化钛和尿素为原料,通过溶剂热法制备了纳米TiO_(2)微球。利用XRD、FE-SEM、TEM、UV-Vis、BET测试手段对样品的组成、结构、形貌、光学性能、比表面特性进行分析,以气相苯为目标降解物,研究不同溶剂热时间所制备的微球对光催化活性的影响。结果表明,随溶剂热时间的延长,TiO_(2)微球结构经历了实心-核壳-空心的演变过程,但均由20 nm以下的颗粒组成。此类微球的光吸收带边出现明显“蓝移”现象,且光吸收性能较P25 TiO_(2)要高,比表面积是其3~5倍。其中溶剂热时间为6 h所制备的核壳结构微球光催化活性最佳,降解气相苯的矿化率高达93%,高于P25 TiO_(2)近3倍,分析表明,该优异性能得益于核壳结构对光的充分反射吸收和高比表面积导致的吸附协同光催化特性。 展开更多
关键词 纳米tio_(2)微球 溶剂热法 中空核壳结构 光催化 气相苯
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TiO_(2)添加量对SiC多孔陶瓷物相组成及性能的影响
7
作者 邓承继 贺锋 +3 位作者 梁一鸣 李季 高超 慕孟 《耐火材料》 CAS 北大核心 2024年第2期93-98,共6页
为制备同时具有高气孔率和高强度的硅结合SiC多孔陶瓷,以α-SiC粉、单质Si粉及TiO_(2)粉为主要原料,在氩气气氛下经1400℃保温3 h制备SiC多孔陶瓷,探究TiO_(2)添加量(加入质量分数分别为0、2%、4%、8%)对材料物相组成、显微形貌、孔径... 为制备同时具有高气孔率和高强度的硅结合SiC多孔陶瓷,以α-SiC粉、单质Si粉及TiO_(2)粉为主要原料,在氩气气氛下经1400℃保温3 h制备SiC多孔陶瓷,探究TiO_(2)添加量(加入质量分数分别为0、2%、4%、8%)对材料物相组成、显微形貌、孔径分布及主要物理性能的影响。结果表明:随TiO_(2)添加量的增加,单质Si的衍射峰逐渐消失,材料中检测到Ti_(3)O_(5)及TiSi_(2)物相,伴随着新相的生成,SiC颗粒间结合更加紧密,其显气孔率及平均孔径减小,力学性能显著提升。当TiO_(2)添加量为8%(w)时,材料具有优异的综合性能,其显气孔率、常温抗折强度及平均孔径分别为33.6%、29.6 MPa和0.27μm。 展开更多
关键词 多孔SiC陶瓷 tio_(2) 孔径分布 物相组成 力学性能
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V掺杂锐钛矿相TiO_2的光吸收特性 被引量：22
8
作者 徐凌 唐超群 黄宗斌 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2010年第5期1401-1407,共7页
使用V2O5和乙醇作为V掺杂TiO2的滴加液,运用溶胶-凝胶方法制备了不同浓度的V掺杂锐钛矿相TiO2的薄膜样品.对这些样品进行了紫外-可见透射光谱实验,发现V掺杂锐钛矿相TiO2的光谱响应范围向可见光区域移动,掺杂浓度为1.0%(摩尔分数)时红... 使用V2O5和乙醇作为V掺杂TiO2的滴加液,运用溶胶-凝胶方法制备了不同浓度的V掺杂锐钛矿相TiO2的薄膜样品.对这些样品进行了紫外-可见透射光谱实验,发现V掺杂锐钛矿相TiO2的光谱响应范围向可见光区域移动,掺杂浓度为1.0%(摩尔分数)时红移效果最明显.此外,运用第一性原理,对V掺杂锐钛矿相TiO2的电子结构进行了研究,并运用能带结构理论对实验现象进行了解释.研究中发现:在V掺杂锐钛矿相TiO2后,随着V浓度的增加,TiO2的禁带宽度逐渐减小,光谱响应范围扩大,能提高它的可见光响应;但是由于掺杂后价带与导带比较接近,容易形成新的空穴-电子复合中心,以及导带区域V3d轨道上电子与Ti3d轨道上的电子强关联作用也会降低电子的还原性,所以V浓度的增加会使TiO2的光催化性能降低.理论上计算出在V掺杂浓度为6.25%(摩尔分数)时,TiO2的光吸收边红移最大,与实验得到的变化趋势相吻合. 展开更多
关键词 V掺杂 锐钛矿相tio2 能带结构 吸收光谱
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非金属阳离子掺杂锐钛矿相TiO_2的第一性原理研究 被引量：10
9
作者 赵宗彦 柳清菊 +2 位作者 朱忠其 张瑾 刘强 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第6期953-956,共4页
采用基于第一性原理的平面波超软赝势方法研究了非金属阳离子掺杂锐钛矿相TiO2的晶体结构、杂质形成能、电子结构及光学性质。计算结果表明掺杂后发生的晶格畸变、原子间的键长及原子的电荷量的变化,导致了晶体中的八面体偶极矩增大,使... 采用基于第一性原理的平面波超软赝势方法研究了非金属阳离子掺杂锐钛矿相TiO2的晶体结构、杂质形成能、电子结构及光学性质。计算结果表明掺杂后发生的晶格畸变、原子间的键长及原子的电荷量的变化,导致了晶体中的八面体偶极矩增大,使光生电子-空穴对能有效分离;掺杂离子的p态电子与O2p态、Ti3d态杂化形成杂质能级、价带宽化,从而导致TiO2的禁带宽度变窄、光吸收曲线红移到可见光区。这些计算结果很好地解释了非金属阳离子掺杂锐钛矿相TiO2在可见光下具有优良的光催化性能的内在原因。 展开更多
关键词 锐钛矿相tio2 非金属阳离子掺杂 第一性原理 光催化性能
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S、Mn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：11
10
作者 朱良迪 张瑾 +1 位作者 朱忠其 柳清菊 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第1期22-27,31,共7页
采用基于密度泛函理论的第一性原理平面波超软赝势方法研究了纯锐钛矿相TiO2,S、Mn分别单掺杂及共掺杂TiO2的晶体结构、杂质形成能、电子结构、光学性质和带边位置。计算结果表明,掺杂后TiO2的晶格发生畸变,原子间的键长、原子的电荷量... 采用基于密度泛函理论的第一性原理平面波超软赝势方法研究了纯锐钛矿相TiO2,S、Mn分别单掺杂及共掺杂TiO2的晶体结构、杂质形成能、电子结构、光学性质和带边位置。计算结果表明,掺杂后TiO2的晶格发生畸变,原子间的键长、原子的电荷量以及晶体体积都发生变化,导致晶体中八面体偶极矩增大,从而有利于光生电子-空穴对的分离;S掺杂在TiO2的价带顶部形成杂质能级,Mn掺杂在TiO2的导带下方和费米能级附近形成杂质能级,共掺杂后TiO2禁带宽度变窄,光学吸收带边发生红移,TiO2在可见光区有明显的吸收;同时S、Mn共掺杂后TiO2的带边位置发生了明显变化,氧化还原能力增强。 展开更多
关键词 锐钛矿相tio2 S、Mn共掺杂 第一性原理
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Pt掺杂锐钛矿相TiO_2光催化剂的微观机理研究 被引量：7
11
作者 龚昌杰 高攀 柳清菊 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第6期1123-1126,共4页
采用第一性原理平面波超软赝势方法研究了Pt掺杂锐钛矿相TiO2的晶体结构、电子结构和光学性质,结果表明,Pt掺杂后锐钛矿相TiO2晶格产生畸变,晶胞体积增大晶胞内部八面体偶极矩增加;Pt5d轨道与O2p轨道、Ti3d轨道杂化,分别在价带顶和导带... 采用第一性原理平面波超软赝势方法研究了Pt掺杂锐钛矿相TiO2的晶体结构、电子结构和光学性质,结果表明,Pt掺杂后锐钛矿相TiO2晶格产生畸变,晶胞体积增大晶胞内部八面体偶极矩增加;Pt5d轨道与O2p轨道、Ti3d轨道杂化,分别在价带顶和导带底产生杂质能级,禁带宽度变小,光吸收带边红移至可见光区。理论计算结果与文献报道的实验结果基本一致,较好地阐明了Pt掺杂提高锐钛矿相TiO2光催化性能的机理。 展开更多
关键词 锐钛矿相tio2 PT掺杂 微观结构 光谱吸收 第一性原理
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W掺杂锐钛矿相TiO_2电子能带结构的第一性原理研究 被引量：4
12
作者 郑树凯 吴国浩 +2 位作者 赵瑞 刘素平 刘磊 《稀有金属与硬质合金》 CAS CSCD 北大核心 2013年第2期16-20,共5页
利用基于密度泛函理论的第一性原理计算了W掺杂前后锐钛矿相TiO2的能带结构、电子态密度及吸收光谱。计算结果表明,W掺杂后锐钛矿相TiO2的禁带宽度减小,且其费米能级移至导带内;W原子对最近邻的Ti和O原子的电子态有显著影响,而对离其较... 利用基于密度泛函理论的第一性原理计算了W掺杂前后锐钛矿相TiO2的能带结构、电子态密度及吸收光谱。计算结果表明,W掺杂后锐钛矿相TiO2的禁带宽度减小,且其费米能级移至导带内;W原子对最近邻的Ti和O原子的电子态有显著影响,而对离其较远的Ti和O原子的电子态基本无影响;W掺杂导致锐钛矿相TiO2对紫外光和可见光的吸收减弱,与实验所得W掺杂前后TiO2薄膜的透射光谱显示的结果较一致。 展开更多
关键词 锐钛矿相tio2 W掺杂 能带结构 电子态密度 第一性原理计算
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N/F掺杂和N-F双掺杂锐钛矿相TiO_2(101)表面电子结构的第一性原理计算(英文) 被引量：18
13
作者 陈琦丽 唐超群 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2009年第5期915-920,共6页
采用密度泛函理论(DFT)平面波赝势方法计算了N/F掺杂和N-F双掺杂锐钛矿相TiO2(101)表面的电子结构.由于DFT方法存在对过渡金属氧化物带隙能的计算结果总是与实际值严重偏离的缺陷,本文也采用DFT+U(Hubbard系数)方法对模型的电子结构进... 采用密度泛函理论(DFT)平面波赝势方法计算了N/F掺杂和N-F双掺杂锐钛矿相TiO2(101)表面的电子结构.由于DFT方法存在对过渡金属氧化物带隙能的计算结果总是与实际值严重偏离的缺陷,本文也采用DFT+U(Hubbard系数)方法对模型的电子结构进行了计算.DFT的计算结果表明N掺杂后,N2p轨道与O2p和Ti3d价带轨道的混合会导致TiO2带隙能的降低,而F掺杂以及氧空位的引入对材料的电子结构没有明显的影响.DFT+U的计算却给出截然不同的结果,N掺杂并没有导致带隙能的降低,而只是在带隙中引入一个孤立的杂质能级,反而F掺杂以及氧空位的引入带来明显的带隙能降低.DFT+U的计算结果与一些实验测量结果能够较好地符合. 展开更多
关键词 锐钛矿相tio2(101)表面 N/F掺杂 第一性原理计算 电子结构
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Fe-N共掺杂锐钛矿相TiO_2电子性质与光学性质的第一性原理研究 被引量：8
14
作者 冯庆 王渭华 《原子与分子物理学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第2期345-352,共8页
近年来,Fe和N掺杂锐钛矿相TiO_2半导体在实验中发现许多优异性能,本文采用基于密度泛函理论的平面波超软赝势方法研究了纯锐钛矿相TiO_2、Fe和N单掺杂及Fe和N共掺杂TiO_2的能带结构、电荷布居、态密度和光学性质.分析发现:Fe掺杂引起杂... 近年来,Fe和N掺杂锐钛矿相TiO_2半导体在实验中发现许多优异性能,本文采用基于密度泛函理论的平面波超软赝势方法研究了纯锐钛矿相TiO_2、Fe和N单掺杂及Fe和N共掺杂TiO_2的能带结构、电荷布居、态密度和光学性质.分析发现:Fe掺杂引起杂质能带位于禁带中央,杂质能带最高点与导带相距大约0.6 eV而最低点与价带相距大约0.2 eV;N掺杂引起的杂质能带位于价带顶部附近.Fe和N共掺杂后杂质能带由两部分组成,位于价带顶上方0.62 eV和导带底下方0.22 eV处,其中一层杂质能带主要由N原子的2p轨道和Fe原子的3d轨道杂化形成,而另一条杂质能带主要由Fe原子的3d轨道形成,由于杂质能级的出现,使锐钛矿TiO_2的禁带宽度变小.对光学性质分析发现:Fe和N共掺杂会使锐钛矿TiO_2光学吸收带边红移,可见光区的光吸收系数明显增大,在低能区出现了新的吸收峰,对应能量为1.82 eV,与实验结果相符. 展开更多
关键词 锐钛矿相tio2 第一性原理 密度泛函理论 Fe N共掺杂
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Co,N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：4
15
作者 程亮 赵兴中 甘章华 《原子与分子物理学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第4期746-752,共7页
二氧化钛(TiO_2)作为一种性能优良的光催化剂已经被广泛地研究和使用.本研究中利用了第一性原理和GGA+U方法,对锐钛矿结构TiO_2晶体三种可能的(Co,N)共掺杂体系的几何结构、形成能、电子结构和光吸收系数进行了研究,并与单掺杂(Co/N)体... 二氧化钛(TiO_2)作为一种性能优良的光催化剂已经被广泛地研究和使用.本研究中利用了第一性原理和GGA+U方法,对锐钛矿结构TiO_2晶体三种可能的(Co,N)共掺杂体系的几何结构、形成能、电子结构和光吸收系数进行了研究,并与单掺杂(Co/N)体系进行了对比.结果表明,在三种共掺杂TiO_2中,Co与N相邻时晶格畸变最小,但掺杂原子周围晶格畸变较大;同时,较低的形成能表明此种共掺杂结构最容易形成;此外,因为C0与N成键,其杂质能级的数目与能量较其他共掺杂结构有较大差异.(Co,N)共掺杂体系与未掺杂TiO_2的相比,其禁带宽度较小,禁带中存在杂质能级,因此其吸收边红移,在可见光波段有较好的光吸收能力.故(Co,N)共掺杂可以很好地提升锐钛矿型TiO_2在可见光波段的光催化性能. 展开更多
关键词 锐钛矿相tio2 第一性原理 密度泛函理论 CO N共掺杂
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Al、F掺杂锐钛矿相TiO_2电子结构的第一性原理计算 被引量：3
16
作者 吴国浩 郑树凯 刘磊 《稀有金属与硬质合金》 CAS CSCD 北大核心 2013年第5期39-42,55,共5页
采用基于密度泛函理论的第一性原理平面波超软赝势方法计算研究了Al掺杂、F掺杂、Al-F共掺杂锐钛矿相TiO2的能带结构、电子态密度和吸收光谱。计算结果表明:掺杂TiO2的禁带宽度均有不同程度的减小,其中Al掺杂TiO2禁带宽度减小幅度最大;... 采用基于密度泛函理论的第一性原理平面波超软赝势方法计算研究了Al掺杂、F掺杂、Al-F共掺杂锐钛矿相TiO2的能带结构、电子态密度和吸收光谱。计算结果表明:掺杂TiO2的禁带宽度均有不同程度的减小,其中Al掺杂TiO2禁带宽度减小幅度最大;掺杂TiO2的吸收边均出现不同程度的蓝移,其中F掺杂TiO2吸收边的蓝移程度最大;在可见光区,F掺杂TiO2的吸收能力明显增强,Al掺杂TiO2居中,而Al-F共掺杂TiO2未增强。 展开更多
关键词 锐钛矿相tio2 AL掺杂 F掺杂 第一性原理计算 密度泛函理论 蓝移
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单斜与锐钛矿双晶相TiO_2/MWNTs复合材料的制备及其可见光光催化活性 被引量：1
17
作者 沈水发 畅敏杰 +2 位作者 车荣峰 潘海波 陈耐生 《无机化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2013年第11期2327-2332,共6页
以超强耐酸碱的表面活性剂-丁基封端脂肪醇聚氧乙烯醚作为晶型调节剂,利用钛酸丁酯和氢氧化钠的水热反应制备了单斜相与锐钛矿相双晶相TiO2/多壁碳纳米管(简称MWNTs)复合材料,并考察了复合材料的可见光光催化活性。结果显示:MWNTs的加... 以超强耐酸碱的表面活性剂-丁基封端脂肪醇聚氧乙烯醚作为晶型调节剂,利用钛酸丁酯和氢氧化钠的水热反应制备了单斜相与锐钛矿相双晶相TiO2/多壁碳纳米管(简称MWNTs)复合材料,并考察了复合材料的可见光光催化活性。结果显示:MWNTs的加入可调控TiO2的晶相组成,增强TiO2的光催化活性,其中含5%MWNTs的样品具有较高的催化降解效率;随煅烧温度的升高,样品的光催化活性大幅提升。其机理归因于(1)促进单斜相和锐钛矿相双晶相结构的形成;(2)碳纳米管优良的导电作用及碳纳米管/TiO2间的异质结效应;(3)高温下碳纳米管分解产生的碳元素掺杂作用。 展开更多
关键词 双晶相tio2 单斜 锐钛矿 MWNTS 光催化 可见光
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锐钛矿相TiO_2中P掺杂浓度与电子结构的关系 被引量：1
18
作者 郑树凯 吴国浩 +2 位作者 苏杰 康健楠 刘磊 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第7期1996-2002,共7页
利用基于密度泛函理论的第一性原理超软赝势平面波方法对不同浓度P替位Ti掺杂锐钛矿相TiO2的晶格参数、P电荷布居、能带结构、态密度和吸收光谱进行计算。计算结果表明:随着P掺杂浓度的增加,锐钛矿相TiO2的晶胞体积逐渐减小,但掺杂P原... 利用基于密度泛函理论的第一性原理超软赝势平面波方法对不同浓度P替位Ti掺杂锐钛矿相TiO2的晶格参数、P电荷布居、能带结构、态密度和吸收光谱进行计算。计算结果表明:随着P掺杂浓度的增加,锐钛矿相TiO2的晶胞体积逐渐减小,但掺杂P原子的电荷布居数基本没有变化;同时禁带宽度逐渐增大,并在价带顶附近引入了掺杂能级,费米能级进入导带,使TiO2呈现半金属特性。随着掺杂浓度的增大,掺杂TiO2在可见光区域吸收逐渐增强,同时吸收带边蓝移程度逐渐增大。本研究中P掺杂锐钛矿相TiO2禁带宽度的计算结果与实验获得的随P掺杂浓度的提高TiO2禁带宽度增大相一致。 展开更多
关键词 锐钛矿相tio2 P掺杂 第一性原理 电子结构
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金属掺杂锐钛矿相TiO_2的第一性原理计算 被引量：2
19
作者 王海东 万巍 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第14期129-133,共5页
采用基于密度泛函理论的从头算平面波超软赝势方法,计算了纯锐钛矿相TiO2及5种不同金属掺杂TiO2的晶格常数、能带结构、态密度与光吸收系数。结果表明,掺杂后能级的变化主要是过渡金属Co3d、Fe3d、Zr4d、Zr4p、V3p、V3d、W5d及W5p轨道... 采用基于密度泛函理论的从头算平面波超软赝势方法,计算了纯锐钛矿相TiO2及5种不同金属掺杂TiO2的晶格常数、能带结构、态密度与光吸收系数。结果表明,掺杂后能级的变化主要是过渡金属Co3d、Fe3d、Zr4d、Zr4p、V3p、V3d、W5d及W5p轨道的贡献。随着Co、Fe、V掺杂浓度的增加,禁带宽度呈减小趋势;Zr掺杂对能带结构几乎不产生影响;W掺杂能级远离禁带,只对价带构成产生了影响。金属掺杂使禁带宽度变化或出现新杂质能级,导致了TiO2吸收边沿红移或在可见光区域出现新的吸收峰;其中Co、Fe掺杂的吸收边沿明显红移,而W掺杂时在可见光区域出现较强的吸收峰。 展开更多
关键词 第一性原理 锐钛矿相tio2 金属掺杂
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基于第一性原理计算的B掺杂锐钛矿相TiO_2的电子结构研究 被引量：1
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作者 郑树凯 吴国浩 刘磊 《稀有金属与硬质合金》 CAS CSCD 北大核心 2013年第6期29-32,38,共5页
利用基于密度泛函理论的第一性原理,对B掺杂锐钛矿相TiO2的晶胞参数、B—O键长、电荷布居、能带结构、电子态密度及吸收光谱进行了计算。结果表明,B掺杂使TiO2晶格发生畸变,晶胞体积略有减小;B掺杂后TiO2的禁带宽度仅减小0.02eV,且在其... 利用基于密度泛函理论的第一性原理,对B掺杂锐钛矿相TiO2的晶胞参数、B—O键长、电荷布居、能带结构、电子态密度及吸收光谱进行了计算。结果表明,B掺杂使TiO2晶格发生畸变,晶胞体积略有减小;B掺杂后TiO2的禁带宽度仅减小0.02eV,且在其价带底引入了掺杂能级;B掺杂可促进TiO2在紫外光区和可见光区的光吸收。 展开更多
关键词 锐钛矿相tio2 B掺杂 第一性原理计算 电子结构 吸收光谱
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