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金属Cd^2+掺杂TiO2纳米颗粒的制备及能级结构的影响机理
  • ISSN号:1001-9731
  • 期刊名称:《功能材料》
  • 时间:0
  • 分类:O612[理学—无机化学;理学—化学]
  • 作者机构:[1]东华大学材料科学与工程学院,纤维材料改性国家重点实验室,上海201620
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(50472038 20974018); 教育部博士培养基金资助项目(20070255012); 上海市重点学科项目经费资助项目(B603); 教育部“111引智工程”资助项目(111-2-04)
中文摘要:

采用溶胶-凝胶法制备了Cd^2+掺杂改性TiO2纳米颗粒,利用XRD、TEM、XPS和UV-Vis光谱对掺杂前后颗粒的结构和性能进行了表征。结果表明,溶胶-凝胶法制备的Cd^2+掺杂TiO2纳米颗粒主要为锐钛矿相,粒径尺寸在20nm左右,掺杂前后TiO2的尺寸和形貌没有明显变化;结构表征和光谱测试结果发现,Cd元素在TiO2纳米颗粒中部分取代TiO2晶格中的Ti元素,以Cd^2+的形式存在,形成Cd—O键,使TiO2纳米颗粒的吸收带边红移,降低了TiO2的禁带宽度。并且采用基于密度泛函理论的第一性原理对Cd掺杂TiO2进行了能级结构的模拟计算,发现理论结果与实验结果有较好一致性。

英文摘要:

Cd^2+ -doped TiO2 nanoparticles were prepared via sol-gel methods.These samples were characterized by X-ray diffraction(XRD),transmission electron microscopy(TEM),X-ray photoelectron spectroscopy(XPS),and UV-Vis diffuse reflectance spectroscopy(DRS).The results indicate that all the resultant undoped TiO2 nanoparticles consist of anatase crystallites with a size of 20nm,which the mothology and size were not significantly affected by doping at low doping concentration.XPS results showed that Cd replaced Ti in the crystal lattice and formed Cd-O bong,and absorption edge of TiO2 nanoparticles exhibit obvious red shift with a reduced band gap because of doping Cd^2+.First-principles based on the density functional theory(DFT)was employed to investigate influence mechanism for the energy level structure of Cd^2+ -doped anatase TiO2.The theoretical results are identical to the experimental results.

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期刊信息
  • 《功能材料》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:重庆材料研究院
  • 主办单位:重庆材料研究院
  • 主编:黄伯云
  • 地址:重庆北碚区蔡家工业园嘉德大道8号
  • 邮编:400707
  • 邮箱:gnclwb@126.com
  • 电话:023-68264739
  • 国际标准刊号:ISSN:1001-9731
  • 国内统一刊号:ISSN:50-1099/TH
  • 邮发代号:78-6
  • 获奖情况:
  • 2008、2011年连续获中国精品科技期刊,2010获重庆市双十佳期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:30166