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Cr掺杂纳米TiO_2的制备及其可见光催化性能
  • ISSN号:1005-3093
  • 期刊名称:材料研究学报
  • 时间:0
  • 页码:1-5
  • 语言:中文
  • 分类:TB321[一般工业技术—材料科学与工程]
  • 作者机构:[1]北京科技大学材料科学与工程学院无机非金属材料系,北京100083
  • 相关基金:国家自然科学基金50772014; 教育部新世纪优秀人才基金NCET-07-0064资助项目
  • 相关项目:氮掺杂纳米TiO2的水热合成及其掺杂机理研究
中文摘要:

建立三个Cr掺杂TiO_2模型并计算了其电子结构。根据这些模型得到了相似的计算结果:掺杂Cr在TiO_2的禁带中引入带宽约为1.0 eV的中间能级,使其具有可见光响应特性。但是过多的Cr会成为光生电子-空穴对的复合中心,使掺杂TiO_2的光催化性能下降。在此基础上采用水热法制备了具有不同名义Cr掺杂浓度的纳米TiO_2粉体。结果表明,所制备的Cr掺杂纳米TiO_2均为锐钛矿型,比表面积为178-221 m~2/g,平均粒径为9 nm左右且粒径分布范围窄。Cr原子替代Ti原子进入了TiO_2晶格,不同名义Cr掺杂浓度样品均出现了对可见光的吸收。当原料中的Cr/Ti原子比为2%时Cr掺杂纳米TiO_2粉体具有最好的光催化性能,验证了理论计算结果。

英文摘要:

The Cr-doped TiO_2 models were established and the band structures have also been calculated.The similar result is obtained according to the three models:Cr-doping gives intermediate energy of about 1.0eV in the band gap,which means it can shift the absorption edge of TiO_2 to visible region.But too much Cr-doping can also result in recombination center of electron-hole and a decline in photocatalytic activity.Nanocrystalline Cr-doped TiO_2 powders with different initial Cr/Ti ratio in starting materials have been prepared by hydrothermal method.The results show that the prepared powders are all composed of anatase TiO_2,the BET specific surface area of the powders are ranged form 178 to 221 m~2/g,the averaged grain size is about 9 nm and the size distribution is narrow.Cr~(3+) has been doped into the lattice of TiO_2 instead of Ti.All the absorption edges of Cr-doped TiO_2 powders with different nominal doping concentration of Cr~(3+) have been red-shifted into visible light region.In our case,Cr-doped TiO_2 with initial Cr/Ti atomic ratio of 2%in starting materials has the best photocata lytic activities when decompose the MB in its aqueous solution,which is consistent with that of the theoretical results.

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期刊信息
  • 《材料研究学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:国家自然科学基金委员会 中国材料研究学会
  • 主编:叶恒强
  • 地址:沈阳文化路72号
  • 邮编:110016
  • 邮箱:cjmr@imr.ac.cn
  • 电话:024-23971297
  • 国际标准刊号:ISSN:1005-3093
  • 国内统一刊号:ISSN:21-1328/TG
  • 邮发代号:
  • 获奖情况:
  • 2000年获中国科学院优秀期刊二等奖,1998-1999被辽宁省新闻出版局定为一级期刊,中国期刊方阵“双效”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),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:11352