| Ti(Ⅳ)掺杂Bi_2O_3电子结构和可见光催化活性的原理 |
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| 引用本文： | 殷立峰,牛军峰,沈珍瑶,孙英.Ti(Ⅳ)掺杂Bi_2O_3电子结构和可见光催化活性的原理[J].中国科学:化学,2011(3):509-515. |
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| 作者姓名： | 殷立峰 牛军峰 沈珍瑶 孙英 |
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| 作者单位： | 水环境模拟国家重点实验室北京师范大学环境学院;中国农业大学理学院; |
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| 基金项目： | 国家高技术研究发展计划(2006AA06Z323); 国家科技支撑计划(2008BAC32B06-3); 水环境模拟国家重点实验室基金(08ESPCT-Z)资助 |
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| 摘 要： | 密度泛函理论(DFT)计算对掺杂体系新型环境光催化剂设计开发具有指导意义.基于DFT框架下的第一性原理平面波超软赝势方法(USPP),对α、β、γ、δ-Bi2O3晶体几何结构分别进行了优化计算,从理论上得到了Bi2O3的总体态密度(TDOS)和Bi、O原子的分波态密度(PDOS).在此基础上对Bi2O3超晶胞进行Ti(IV)的掺杂计算,讨论了Ti(IV)掺杂对各种Bi2O3的电子结构和光吸收特性的影响.结果表明Ti(IV)掺杂Bi2O3晶体后,Ti(IV)的3d轨道进入禁带并与O2p、Bi6p轨道作用,使禁带宽度(Eg)变小,Bi2O3的吸收边红移,从而有助于Bi2O3光催化活性的改善.通过水热合成法制备的Ti(IV)掺杂Bi2O3样品的紫外-可见光漫反射光谱验证了计算的结果.在光催化降解有机染料结晶紫的实验中,光催化剂活性的改善进一步得到证实.
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| 关 键 词： | Ti(IV)掺杂 Bi2O3 电子结构 可见光催化剂 密度泛函理论 |
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