Eu和N共掺TiO2的结构及光催化性能研究

摘要：

本文基于第一性原理的平面波超软赝势计算TiO2和Eu-N-TiO2的几何结构、重叠布局数、Mulliken电荷、能带结构、态密度、电荷分布和光吸收.研究发现Eu和N共掺后有额外电子进入价带,使费米面上移且态密度变平缓,有利于载流子的产生和运输.共掺后产生了离子性更强的化学键,能吸收波长较长的光,并且禁带宽度降低,发生红移,提高了TiO2的光催化活性.同时采用了溶胶-凝胶法制备TiO2和Eu-N-TiO2复合纳米材料,对其进行XRD、UV-vis和SEM表征,并通过光降解甲基橙评估其光催化活性.研究发现Eu和N共掺能抑制TiO2从锐钛矿相向金红石相转变和晶粒长大,有利于提高TiO2的光催化活性.此外,Eu-N-TiO2在250nm后的紫外光和可见光下的光催化活性都比TiO2高,经过2个小时照射,在紫外光和可见光下对甲基橙的光降解率分别达到98.54％和69.59％.

关键词：Eu-N-TiO2、第一性原理、溶胶凝胶法、光催化活性

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资助基金：沪江基金批准号:B14004资助的课题.Project supported by the Hujiang Foundation of chinaGrant No.B14004.

在线出版日期：2015-06-10（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：244-250