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F掺杂、N掺杂和F+N共掺杂NaNbO3的电子结构和光催化性能的第一性原理研究
  • ISSN号:2095-784X
  • 期刊名称:《陶瓷学报》
  • 时间:0
  • 分类:TQ174.75[化学工程—陶瓷工业;化学工程—硅酸盐工业]
  • 作者机构:[1]景德镇陶瓷大学材料科学与工程学院,江西景德镇333403, [2]山东大学晶体材料国家重点实验室,山东济南250100
  • 相关基金:江西省自然科学基金(20122BAB216007);江西省教育厅青年科学基金(GJJ150923)
中文摘要:

本文采用基于密度泛函理论的第一性原理方法研究了F掺杂、N掺杂和F+N共掺杂NaNbO3的晶体结构、形成能、电子结构和带边位置。结果表明F、N单掺杂和共掺杂使得NaNbO3的晶格发生畸变,且共掺杂时晶胞体积最大。F掺杂的形成能大大低于N掺杂,共掺杂的形成能低于N掺杂,因而F的引入可增加N的掺杂量。F掺杂在导带底部形成了Nb4d的部分占据态使带隙降低了0.46eV;N掺杂在价带上方形成了部分占据的N2p电子态,使其光吸收扩展到可见光范围;F+N共掺杂消除了F、N单掺杂的部分占据态,且具有较强的氧化还原能力,其很有可能在可见光下催化裂解水。

英文摘要:

The crystal structure,electronic structure,formation energy and relative positions of F-doped,N-doped and F+N codoped NaNbO3were investigated employing the first principle method based on the density functional theory.The study results of the crystal structureindicate the lattice distortion and expansion of F-doped,N-doped and F+N codoped NaNbO3.The formation energy of F+N codoped NaNbO3is lower than that of N-doped NaNbO3,which indicates that the concentration of the N impurity in the host lattice can be enhanced in thepresence of F doping.For F-doped NaNbO3,the low shift of the conduction band is only0.46eV without altering the valence band.While forN-doped NaNbO3,N doping creates a partially occupied impurity band in the band gap of the host due to electron deficiency on N2p levels,which makes the light absorption shift to visible region.The F+N codoping can eliminate the local trapping,which improves the carriermobility.Hence,F+N codoped NaNbO3would be a promising visible-light-driven photocatalyst for water splitting.

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期刊信息
  • 《陶瓷学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:景德镇陶瓷学院
  • 主办单位:景德镇陶瓷学院
  • 主编:秦锡麟
  • 地址:江西景德镇市陶阳南路27号景德镇陶瓷学院
  • 邮编:333001
  • 邮箱:tcxb_0798@163.com
  • 电话:
  • 国际标准刊号:ISSN:2095-784X
  • 国内统一刊号:ISSN:36-1205/TS
  • 邮发代号:44-83
  • 获奖情况:
  • 中国轻工总会优秀科技期刊二等奖、江西省先进科技期刊,江西高校优秀等级二、三等奖 江西省优秀期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),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:3865