Ce-N共摻雜銳鈦礦型二氧化鈦的理論研究

編號(hào)：FTJS02165

篇名：Ce-N共摻雜銳鈦礦型二氧化鈦的理論研究

作者：魏志鋼； 陳世榮； 文夢(mèng)葵； 潘湛昌； 鐘雪春； 徐艷陽(yáng)；

關(guān)鍵詞：Ce-N共摻雜二氧化鈦； 密度泛函理論； 電子結(jié)構(gòu)；

機(jī)構(gòu)： 廣東工業(yè)大學(xué)輕工化工學(xué)院； 吉林大學(xué)理論化學(xué)研究所理論化學(xué)計(jì)算國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室；

摘要： [目的]研究Ce-N共摻雜對(duì)銳鈦礦TiO2晶體可見(jiàn)光區(qū)催化活性的影響。[方法]采用基于密度泛函理論（DFT）框架下的第一性原理平面波贗勢(shì)（PWPP）方法,研究摻雜對(duì)銳鈦礦TiO2晶體的晶體結(jié)構(gòu)、能帶、態(tài)密度的改變,推斷Ce-N共摻雜對(duì)銳鈦礦TiO2晶體可見(jiàn)光區(qū)催化活性的影響。[結(jié)果]Ce-N共摻雜TiO2后,晶體的對(duì)稱性和點(diǎn)群沒(méi)有改變。通過(guò)對(duì)比純TiO2,N摻雜TiO2,Ce摻雜TiO2和Ce-N共摻雜TiO2的能帶和態(tài)密度可以得出:純TiO2的能隙較寬,價(jià)帶頂主要為O-2p軌道的貢獻(xiàn),導(dǎo)帶底主要為Ti-3d軌道的貢獻(xiàn);N摻雜后,由于N-2p軌道的作用會(huì)使導(dǎo)帶底向低能端移動(dòng),價(jià)帶頂向高能端移動(dòng);Ce摻雜后,由于Ce-4f軌道進(jìn)入導(dǎo)帶,會(huì)使導(dǎo)帶底向低能端移動(dòng);Ce-N共摻雜后,由于N和Ce的共同作用,使導(dǎo)帶底向低能端移動(dòng),價(jià)帶頂向高能端移動(dòng),同時(shí)Ce-4f軌道進(jìn)入導(dǎo)帶底,從而使禁帶寬度進(jìn)一步變...