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N,Co共掺杂锐钛矿相TiO2光催化剂的第一性原理研究
  • ISSN号:1000-3290
  • 期刊名称:《物理学报》
  • 时间:0
  • 分类:O561.2[理学—原子与分子物理;理学—物理]
  • 作者机构:[1]湖南城市学院通信与电子工程学院,益阳413000, [2]云南大学云南省高校纳米材料与技术重点实验室,昆明650091
  • 相关基金:国家自然科学基金(批准号:50862009,51062017)和湖南省科技计划项目(批准号:2011FJ3174)资助的课题.
中文摘要:

采用第一性原理平面波超软赝势方法研究了N,Co共掺杂锐钛矿相Ti02的微观结构和光学性质.结果表明:N,Co共掺杂后TiO2晶格中产生的偶极矩使光生电子一空穴对更有效地分离;在TiO2导带和价带之间形成了新的杂质能级,一方面使吸收带边红移到可见光区,光吸收性能明显增强,另一方面有利于光生电子.空穴对的分离,提高TiO2的光量子效率;与纯TiO2相比,N,Co共掺杂锐钛矿相TiO2带边的氧化还原势只有微小的变化,共掺杂后TiO2的强氧化还原能力得以保持.

英文摘要:

The microstructures and optical properties of N and Co-codoped anatase TiO2 are investigated by using the plane-wave ultrasoft pesudopotential method of first-principles. The calculated results show that the octahedral dipole moment of anatase TiO2 increases after N and Co codoping, which is favorable for effective separation of photogenerated electron-hole pairs. Some new impurity energy levels of codoped TiO2 appear between the conduction band and the valence band, which results in the red shift of the absorption wavelength toward visible-light region and an apparent increase in performance of light absorption. These impurity energy levels can promote the effective separation of photogenerated electron-hole pairs, which facilitates the improvement of the photocatalytic efficiency of codoped TiO2. The band edge redox potential of codoped TiO2 is only slightly changed compared with that of pure TiO2, which means that the strong redox capacity of codoping photocatalyst is still excellent.

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期刊信息
  • 《物理学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国物理学会 中国科学院物理研究所
  • 主编:欧阳钟灿
  • 地址:北京603信箱(中国科学院物理研究所)
  • 邮编:100190
  • 邮箱:apsoffice@iphy.ac.cn
  • 电话:010-82649026
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-3290
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1958/O4
  • 邮发代号:2-425
  • 获奖情况:
  • 1999年首届国家期刊奖,2000年中科院优秀期刊特等奖,2001年科技期刊最高方阵队双高期刊居中国期刊第12位
  • 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,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,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),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:49876