Mn,N共掺杂对锐钛矿相TiO2微观结构和性能的影响

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张学军, 柳清菊, 邓曙光, 陈娟, 高攀. 2011: Mn,N共掺杂对锐钛矿相TiO2微观结构和性能的影响, 物理学报, 60(8): 561-570.
引用本文: 张学军, 柳清菊, 邓曙光, 陈娟, 高攀. 2011: Mn,N共掺杂对锐钛矿相TiO2微观结构和性能的影响, 物理学报, 60(8): 561-570.
2011: Effects of Mn and N codoping on microstructure and performance of anatase TiO2, Acta Physica Sinica, 60(8): 561-570.
Citation: 2011: Effects of Mn and N codoping on microstructure and performance of anatase TiO2, Acta Physica Sinica, 60(8): 561-570.

Mn,N共掺杂对锐钛矿相TiO2微观结构和性能的影响

Effects of Mn and N codoping on microstructure and performance of anatase TiO2

  • 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.
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出版历程
  • 刊出日期:  2011-08-30

Mn,N共掺杂对锐钛矿相TiO2微观结构和性能的影响

  • 湖南城市学院物理与电信工程系,益阳413000/云南大学物理科学与技术学院,云南省纳米材料与技术重点实验室,昆明650091
  • 云南大学物理科学与技术学院,云南省纳米材料与技术重点实验室,昆明650091
  • 湖南城市学院物理与电信工程系,益阳,413000
  • 湖南工程职业技术学院信息工程系,长沙,410151

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.

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