Eu和N共掺TiO2的结构及光催化性能研究

低温物理学报 , 2015, 37(3): 244-250.

Eu和N共掺TiO2的结构及光催化性能研究

陈浩 ^1, , 姚兰芳 ^2, , 吴佳文 ^3, , 杨思雨 ^4,

1.上海理工大学理学院,上海,200093

2.上海理工大学理学院,上海,200093

3.上海理工大学理学院,上海,200093

4.上海理工大学理学院,上海,200093

基金项目: 沪江基金(批准号:B14004)资助的课题.Project supported by the Hujiang Foundation of china(Grant No.B14004).

关键词： Eu-N-TiO2 , 第一性原理 , 溶胶凝胶法 , 光催化活性

STUDY THE EFFECT OF Eu, N CO-DOPED TiO2 ON THE STRUCTURE AND PHOTOCATALYTIC ACTIVITY

Keywords： Eu-N-TiO2 , First-principles , Sol-gel , photocatalytic activity

本文基于第一性原理的平面波超软赝势计算TiO2和Eu-N-TiO2的几何结构、重叠布局数、Mulliken电荷、能带结构、态密度、电荷分布和光吸收.研究发现Eu和N共掺后有额外电子进入价带,使费米面上移且态密度变平缓,有利于载流子的产生和运输.共掺后产生了离子性更强的化学键,能吸收波长较长的光,并且禁带宽度降低,发生红移,提高了TiO2的光催化活性.同时采用了溶胶-凝胶法制备TiO2和Eu-N-TiO2复合纳米材料,对其进行XRD、UV-vis和SEM表征,并通过光降解甲基橙评估其光催化活性.研究发现Eu和N共掺能抑制TiO2从锐钛矿相向金红石相转变和晶粒长大,有利于提高TiO2的光催化活性.此外,Eu-N-TiO2在250nm后的紫外光和可见光下的光催化活性都比TiO2高,经过2个小时照射,在紫外光和可见光下对甲基橙的光降解率分别达到98.54％和69.59％.

参考文献

[1]	Xu JJ;Ao YH;Fu DG;Yuan CW .A simple route for the preparation of Eu, N-codoped TiO2 nanoparticles with enhanced visible light-induced photocatalytic activity[J].Journal of Colloid and Interface Science,2008(2):447-451.
[2]	Kontos AI;Kontos AG;Raptis YS;Falaras P .Nitrogen modified nanostructured titania: electronic, structural and visible-light photocatalytic properties[J].physica status solidi(RRL): rapid research letterse,2008(2):83-85.

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