I掺杂金红石TiO_2(110)面的第一性原理研究  

First-principles investigation of iodine doped rutile Ti O_2(110) surface

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作  者:王涛 陈建峰[1] 乐园[1] 

机构地区:[1]北京化工大学化学工程学院,有机无机复合材料国家重点实验室,北京100029

出  处:《物理学报》2014年第20期293-299,共7页Acta Physica Sinica

基  金:国家高技术研究发展计划(批准号:2012AA030307);北京化工大学"化工网络项目"资助的课题~~

摘  要:利用基于密度泛函理论的第一性原理研究了I掺杂金红石Ti O2(110)表面的形成能和电子结构,分析了不同掺杂位置的结构对Ti O2光催化性能的影响.计算表明,氧化环境下I最容易替代掺杂表面五配位的Ti,而还原环境下最容易替代掺杂表面的桥位氧.I替位Ti或I替位O都能降低禁带宽度,可能使Ti O2吸收带出现红移现象或产生在可见光区的吸收,其中I替位桥位氧的禁带宽度最小.吸收光谱表明,I掺杂不仅能提高Ti O2可见光响应,同时可增加紫外光的吸收能量,提高其可见光及紫外光下的光催化性能.The formation energy and electronic structure of iodine (I)-doped rutile TiO2(110) surface are investigated using the first-principles method based on the density functional theory. The results indicate that I prefers to replace the five-coordinated Ti in the oxidation environment and the bridging 0 could be replaced by I preferentially in the reducing environment. Whether I replaces 0 or Ti can reduce the band gap and cause the red shift of the absorption band edge or produce the absorption in the visible light. The band gap narrows most obviously when I replaces the bridging O. The absorption spectrum shows that I doping could not only improve its visible light response but also enhance its absorption peak of UV-light, leading to the improvement in photocatalytic performance under visible and UV light.

关 键 词:第一性原理 I掺杂 金红石相TiO2(110) 光催化 

分 类 号:O469[理学—凝聚态物理]

 

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