Mn,N共掺杂对锐钛矿相TiO2微观结构和性能的影响

摘要：

采用第一性原理平面波超软赝势方法,系统研究了Mn,N共掺杂对锐钛矿相TiO2的晶体结构、缺陷形成能、电子结构、光学性质以及氧化还原能力的影响.研究表明：Mn,N共掺杂锐钛矿相TiO2后,TiO2晶格发生了畸变,导致晶体八面体偶极矩增加,有利于光生电子-空穴对的有效分离;在TiO2带隙中出现了杂质能级,使锐钛矿相TiO2的光学吸收带边红移,可见光区的吸收系数明显增大,有利于光催化效率的提高;在不考虑杂质能级的情况下,与纯TiO2相比,Mn,N共掺杂锐钛矿相TiO2带边的氧化还原势只有微小的变化.这些结果很好地解释了Mn,N共掺杂TiO2在可见光下具有优良的光催化性能的内在原因.

关键词：锐钛矿相TiO2、第一性原理、Mn和N共掺杂、光催化性能

所属期刊栏目：60

分类号：O643.36(物理化学（理论化学）、化学物理学)

资助基金：国家自然科学基金50862009 51062017

在线出版日期：2012-04-21（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：561-570