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几种锰氧化物矿物能带结构研究
  • ISSN号:1007-2802
  • 期刊名称:《矿物岩石地球化学通报》
  • 时间:0
  • 分类:P574[天文地球—矿物学;天文地球—地质学]
  • 作者机构:造山带与地壳演化教育部重点实验室,北京大学地球与空间科学学院,北京100871
  • 相关基金:国家自然科学基金重点项目(41230103);国家自然科学基金项目(41272003);国家自然科学基金优青项目(41522201); 国家重点基础研究发展计划项目(2014CB846001)
中文摘要:

锰氧化物是常见的半导体材料之一,本文利用XRD、Raman、X射线吸收-发射谱及Zeta电位测试技术对合成的4种锰氧化物矿物(酸性水钠锰矿、碱性水钠锰矿、δ-MnO_2、锰钾矿)的能带结构进行了理论计算。结果表明,4种矿物均是可见光响应的半导体矿物,其禁带宽度分别为2.32 eV、1.77 eV、1.36 eV、1.23 eV;在p H等于6时,4种锰氧化物矿物对应的导带电势分别为-0.32 V、0.09 V、0.39 V、0.46 V(vs.NHE),价带电势分别为2.00 V、1.86 V、1.75 V、1.69 V(vs.NHE)。与腐殖质氧化还原电势相比较,4种锰氧化物矿物在任何pH条件下均能吸收可见光催化氧化腐殖质。从结构上比较,层状结构比隧道结构的锰氧化物可见光催化氧化还原能力更强。

英文摘要:

Mn oxides are common semiconductor materials. In this work,based on the data obtained from X-ray diffraction,Raman scattering,X-ray absorption and emission spectra and zeta potential measurements,we calculated the band structure of Hex-Birnessite,Mon-Birnessite,δ-MnO_2 and Cryptomelane. The experiment results indicated the bandgaps of these Mn oxides are 2. 32 eV,1. 77 eV,1. 36 eV and 1. 23 eV,respectively. The calculated conduction band edges are-0. 32 V,0. 09 V,0. 39 V,0. 46 V,respectively,with valence band edges at p H = 6 are 2. 00 V,1. 86 V,1. 75 V,1. 69 V,respectively. All of the four Mn oxides have higher potential than humic acid so that all Mn oxides can oxidize humic acid at any p H values. Overall,the photocatalytic redox capability of layered Mn oxides were higher than that of tunnel-structure Mn oxides.

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期刊信息
  • 《矿物岩石地球化学通报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国矿物岩石地球化学学会 中国科学院地球化学研究所
  • 主编:
  • 地址:贵阳市观山湖区林城西路99号
  • 邮编:550081
  • 邮箱:kydhtb@vip.skleg.cn
  • 电话:0851-85895823 85893143
  • 国际标准刊号:ISSN:1007-2802
  • 国内统一刊号:ISSN:52-1102/P
  • 邮发代号:
  • 获奖情况:
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰地学数据库,荷兰文摘与引文数据库,美国地质文献预评数据库,中国中国科技核心期刊,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)
  • 被引量:8813