版權(quán)說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請進(jìn)行舉報(bào)或認(rèn)領(lǐng)
文檔簡介
1、以TiO2為代表的半導(dǎo)體光催化氧化技術(shù),能在常溫下利用光能氧化分解污染物,是具有廣闊應(yīng)用前景的環(huán)境治理新技術(shù)。然而,作為寬帶隙半導(dǎo)體TiO2只能對太陽光中約占3%的紫外光的照射有響應(yīng),太陽能的利用率很低。通過摻雜對TiO2進(jìn)行帶隙調(diào)控,從而獲取可以響應(yīng)可見光的TiO2基可見光光催化劑一直是人們努力的目標(biāo)。
采用基于密度泛函理論的第一性原理平面波超軟贗勢方法,應(yīng)用Materials Studio材料模擬軟件,通過建立超晶胞摻
2、雜模型,對銳鈦礦相TiO2、金屬離子(Co2+、Fe3+、Zr4+、V5+、W6+)替代Ti4+摻雜及金屬離子晶格間隙摻雜、三種不同摻雜方式下的S摻雜及Fe3+-S2-共摻雜銳鈦礦相TiO2的電子結(jié)構(gòu)和光學(xué)性能進(jìn)行了模擬計(jì)算。論文主要結(jié)論如下:
(1)銳鈦礦相ZiO2的價(jià)帶和導(dǎo)帶分別主要由O2p軌道和Ti3d軌道貢獻(xiàn),在220nm處出現(xiàn)強(qiáng)的紫外吸收峰,光吸收閾值在400nm附近。
(2)金屬離子摻雜時(shí)不同離子
3、及不同摻雜方式所形成的雜質(zhì)能級位置各不相同,對TiO2能帶結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的影響也不同。雜質(zhì)能級的形成主要是金屬Co3d、Fe3d、Zr4p及4d、V3p及3d、W5p及5d軌道的貢獻(xiàn)。金屬離子摻雜導(dǎo)致了在紫外-可見吸收光譜中TiO2吸收邊沿的紅移或者新的吸收峰的出現(xiàn)。金屬離子替代摻雜后光響應(yīng)能量閥值從小到大依次是:Fe3+、Co2+、V5+、Zr4+、W6+摻雜。其中,Co2+、Fe3+、Zr4+、V5+摻雜的吸收邊帶紅移,而W6+摻雜在可見
4、光區(qū)域出現(xiàn)了很強(qiáng)的新的吸收峰;金屬間隙摻雜后,TiO2在可見光區(qū)400-600nm范圍均出現(xiàn)了較大的吸收系數(shù)。
(3)三種S摻雜形式(陽離子替代、陰離子替代、間隙摻雜)下,局域于價(jià)帶項(xiàng)之上均出現(xiàn)了S3p雜質(zhì)態(tài),該雜質(zhì)態(tài)對摻雜TiO2的帶隙進(jìn)行了調(diào)節(jié);價(jià)電子的躍遷由價(jià)帶到導(dǎo)帶過程轉(zhuǎn)變?yōu)橛蒘3p躍遷至導(dǎo)帶,造成了S摻雜TiO2吸收邊沿的紅移。S2-陰離子雜質(zhì)態(tài)能級位置比相應(yīng)濃度的S6+陽離子摻雜雜質(zhì)態(tài)位置更低,所以改性后表現(xiàn)出
5、更強(qiáng)的可見光催化活性,光響應(yīng)閥值達(dá)600nm。間隙摻雜的特別之處在于:間隙S摻雜較兩種替代摻雜多產(chǎn)生一條作為價(jià)電子躍遷的過渡雜質(zhì)能帶,在可見光范圍內(nèi)具有更高的響應(yīng)性,其可見光響應(yīng)波長達(dá)600-700nm。
(4)Fe3+-S2-共摻雜能帶結(jié)構(gòu)類似于Fe3+、S2-單離子摻雜的疊加。復(fù)合價(jià)帶頂及局域于導(dǎo)帶底之下的Fe3d雜質(zhì)態(tài)對TiO2的帶隙進(jìn)行了調(diào)節(jié);Fe3d及S3p軌道貢獻(xiàn)的跨越費(fèi)米面的雜質(zhì)態(tài),改變了電子躍遷的過程,間接
溫馨提示
- 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
- 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
- 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會有圖紙預(yù)覽,若沒有圖紙預(yù)覽就沒有圖紙。
- 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
- 5. 眾賞文庫僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
- 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
- 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時(shí)也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
最新文檔
- 摻雜銳鈦礦相TiO2的第一性原理研究.pdf
- 32498.摻雜銳鈦礦tio2光學(xué)性質(zhì)的第一性原理計(jì)算
- 6923.銳鈦礦相tio2共摻雜改性的第一性原理研究
- 銳鈦礦型TiO2本征缺陷、摻雜的第一性原理研究.pdf
- 銳鈦礦型TiO2(101)面第一性原理研究.pdf
- 基于第一性原理的銳鈦礦型TiO2力學(xué)性質(zhì)研究.pdf
- 金屬摻雜銳鈦礦型TiO2光催化劑的第一性原理研究.pdf
- N摻雜銳鈦礦TiO2可見光催化活性的第一性原理研究.pdf
- Fe與非金屬共摻銳鈦礦TiO2的第一性原理研究.pdf
- 金屬摻雜α-Bi2O3與銳鈦礦TiO2(101)表面的第一性原理研究.pdf
- V摻雜對銳鈦礦TiO2電子結(jié)構(gòu)與光催化活性影響的第一性原理研究.pdf
- TiO2表面摻雜的第一性原理研究.pdf
- C-N摻雜TiO2的第一性原理研究.pdf
- 銳鈦礦TiO2光學(xué)性質(zhì)的摻雜改性研究.pdf
- 14562.pr單摻與ce(c,n)雙摻銳鈦礦tio2的第一性原理研究
- 金屬摻雜TiO2和ZnO的第一性原理研究.pdf
- 銳鈦礦TiO2負(fù)載Pt、Ni用于提高甲醇催化性能的實(shí)驗(yàn)和第一性原理研究.pdf
- 摻雜金紅石相TiO-,2-的第一性原理計(jì)算.pdf
- 第一性原理研究鑭系元素?fù)诫s對銳鈦礦TiO2能帶的調(diào)制及甲酰胺分子在金紅石TiO2(011)表面上的反應(yīng).pdf
- 稀土摻雜銳鈦礦相TiO2電子結(jié)構(gòu)與光學(xué)性質(zhì)的理論研究.pdf
評論
0/150
提交評論