N掺杂浓度对TiO2光催化活性影响的实验与理论研究

人工晶体学报, 2015, 44(7): 1885-1896.

N掺杂浓度对TiO2光催化活性影响的实验与理论研究

唐伯明 ^1, , 刘晓凤 ^2, , 曹雪娟 ^3, , 何丽红 ^4,

1.重庆交通大学土木建筑学院,重庆,400074

2.重庆交通大学土木建筑学院,重庆,400074

3.重庆交通大学土木建筑学院,重庆,400074

4.重庆交通大学土木建筑学院,重庆,400074

基金项目: 重庆市研究生创新基金(CYC14158) 国家自然科学基金(51278515)

关键词： N掺杂 , 二氧化钛 , 机械化学法 , 光催化 , 第一性原理

Experimental and Theoretical Studies on Photocatalytic Activity of N-Doped TiO2 with Different Concentration

Keywords： N-doping , titanium dioxide , mechano-chemical method , photocatalysis , first principle

以尿素为氮源,采用机械化学法制备了不同氮含量的改性TiO2粉体,用X射线衍射(XRD)对样品进行了表征,以光催化降解亚甲基蓝效果评价催化剂活性.以第一性原理对不同N掺量下TiO2晶体能带结构进行了研究.结果表明,掺杂样品均为锐钛矿相TiO2,晶粒结晶良好,大小相近,2wt％N掺量下TiO2对亚甲基蓝降解率最大.理论分析显示,N取代晶格氧在价带顶引入了杂质能级,光吸收范围红移.随掺量的增加带隙递减,价带宽度先增后减,光催化活性存在极大值.理论计算与试验结果趋势相同.

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Experimental and Theoretical Studies on Photocatalytic Activity of N-Doped TiO2 with Different Concentration

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