N-F共掺杂锐钛矿二氧化钛(101)面纳米管的第一性原理研究?

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朱学文, 徐利春, 刘瑞萍, 杨致, 李秀燕. 2015: N-F共掺杂锐钛矿二氧化钛(101)面纳米管的第一性原理研究?, 物理学报, null(14): 147103. doi: 10.7498/aps.64.147103
引用本文: 朱学文, 徐利春, 刘瑞萍, 杨致, 李秀燕. 2015: N-F共掺杂锐钛矿二氧化钛(101)面纳米管的第一性原理研究?, 物理学报, null(14): 147103. doi: 10.7498/aps.64.147103
Zhu Xue-Wen, Xu Li-Chun, Liu Rui-Ping, Yang Zhi, Li Xiu-Yan. 2015: N-F co-dop ed in titaninum dioxide nanotub e of the anatase (101) surface:a first-principles study, Acta Physica Sinica, null(14): 147103. doi: 10.7498/aps.64.147103
Citation: Zhu Xue-Wen, Xu Li-Chun, Liu Rui-Ping, Yang Zhi, Li Xiu-Yan. 2015: N-F co-dop ed in titaninum dioxide nanotub e of the anatase (101) surface:a first-principles study, Acta Physica Sinica, null(14): 147103. doi: 10.7498/aps.64.147103

N-F共掺杂锐钛矿二氧化钛(101)面纳米管的第一性原理研究?

N-F co-dop ed in titaninum dioxide nanotub e of the anatase (101) surface:a first-principles study

  • 摘要: 共掺杂是提高二氧化钛纳米管可见光催化性能的一种有效方式.采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,研究了N单掺杂、F单掺杂及N-F共掺杂二氧化钛纳米管的原子结构、电子性质和光学性质.计算结果表明,相比N单掺杂和F单掺杂,N-F共掺杂二氧化钛纳米管的形成能更低,掺杂后的体系热力学稳定性更好.此外,相比未掺杂时的带隙, N-F共掺杂后体系的带隙变化最多,减少了0.557 eV,而这主要源于价带顶附近的杂质能级的贡献.此外,通过分析掺杂后的光催化活性发现,N-F 共掺杂时纳米管的还原性和氧化性都有所降低,但并没有丧失活性,并且光吸收谱表明,共掺杂体系的红移现象最为明显.因此,N-F共掺杂可有效提高二氧化钛纳米管可见光的光催化性能.
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出版历程
  • 刊出日期:  2015-07-30

N-F共掺杂锐钛矿二氧化钛(101)面纳米管的第一性原理研究?

  • 太原理工大学物理与光电工程学院,太原,030024

摘要: 共掺杂是提高二氧化钛纳米管可见光催化性能的一种有效方式.采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,研究了N单掺杂、F单掺杂及N-F共掺杂二氧化钛纳米管的原子结构、电子性质和光学性质.计算结果表明,相比N单掺杂和F单掺杂,N-F共掺杂二氧化钛纳米管的形成能更低,掺杂后的体系热力学稳定性更好.此外,相比未掺杂时的带隙, N-F共掺杂后体系的带隙变化最多,减少了0.557 eV,而这主要源于价带顶附近的杂质能级的贡献.此外,通过分析掺杂后的光催化活性发现,N-F 共掺杂时纳米管的还原性和氧化性都有所降低,但并没有丧失活性,并且光吸收谱表明,共掺杂体系的红移现象最为明显.因此,N-F共掺杂可有效提高二氧化钛纳米管可见光的光催化性能.

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