N,Cd-TiO_2光催化活性的實驗與理論研究

編號：FTJS03351

篇名：N,Cd-TiO_2光催化活性的實驗與理論研究

作者：戴冬梅； 魯冰； 劉園園； 高洪濤；

關(guān)鍵詞：N,Cd共摻雜； 二氧化鈦； 光催化活性； 第一性原理；

機構(gòu)： 青島科技大學(xué)生態(tài)化工教育部重點實驗室； 濟寧學(xué)院化學(xué)與化工系；

摘要： 采用熱分解法制備了N,Cd共摻雜納米TiO2光催化劑,通過XRD、XPS和UV-DRS等對樣品進行了分析表征,并以甲基橙為目標(biāo)降解物考察了其光催化性能。實驗表明產(chǎn)物N,Cd-TiO2為銳鈦礦型,顆粒約為10～15 nm,N取代了TiO2晶格中的O原子,而Cd以游離態(tài)分布在TiO2表面;其光吸收發(fā)生明顯紅移;光催化活性提高,N、Cd在提高TiO2的光催化活性方面具有協(xié)同作用。采用第一性原理方法,對其電子結(jié)構(gòu)和光學(xué)性質(zhì)進行了理論計算。結(jié)果發(fā)現(xiàn)在N,Cd-TiO2的帶隙中出現(xiàn)了N2p和Cd5s的雜質(zhì)能級,價帶的電子可以吸收較小的能量躍遷到雜質(zhì)能級上,接著二次激發(fā)躍遷到導(dǎo)帶上,電子躍遷變得容易,吸收波長向可見光區(qū)移動。計算結(jié)果很好地解釋了實驗現(xiàn)象。