α,β,γ,δ,ε,η-Bi2O3电子结构和光学性质的第一性原理研究 |
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引用本文: | 李坦,张小超,王凯,李瑞,樊彩梅.α,β,γ,δ,ε,η-Bi2O3电子结构和光学性质的第一性原理研究[J].高等学校化学学报,2016,37(5):920. |
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作者姓名: | 李坦 张小超 王凯 李瑞 樊彩梅 |
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作者单位: | 太原理工大学化学化工学院, 太原 030024 |
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基金项目: | 国家自然科学青年基金(批准号: 21506144)、 山西省青年自然科学基金(批准号: 2014021019-3)和山西省高等学校科技创新项目(批准号: 2014115)资助 |
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摘 要: | 基于密度泛函理论的CASTEP模块研究了α, β, γ, δ, ε和η-Bi2O3晶型, 计算分析了其几何结构、 能带结构、 电子态密度和光学性质. 结果表明, α, ε和η相均为层状结构, 其中, α和ε相为单层—Bi—O—结构, 而η相为双层—Bi—O—结构; β, γ和δ相为—Bim—On—交错结构, 其中δ相交错尤为密集, 呈现导体特性. 各晶相的导带均由Bi 6p态构成, 价带由O2p态起主导作用. 电势电位分析结果表明, 6种晶相价带电位均在H2O/O2之下, 具有强氧化能力, 与实验报道的光催化氧化能力大小顺序γ-Bi2O3>β-Bi2O3>α-Bi2O3>δ-Bi2O3一致, 而导带还原电位低于H2/H2O, 预测纯Bi2O3很难具备催化产氢能力. 光学性质分析发现, γ和δ相的起始响应波长较大, 说明其应具备红外激发的性质. 这些结果可为获得偏红外激发和较宽光谱响应的Bi2O3材料研究提供理论基础, 为研发和应用Bi2O3及其复合物提供重要的指导.
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关 键 词: | Bi2O3晶相 第一性原理 电子结构 光学性质 |
收稿时间: | 2016-01-13 |
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