S掺杂对锐钛矿相TiO_2电子结构与光催化性能的影响

作者：赵宗彦; 柳清菊; 朱忠其; 张瑾

来源：Acta Physica Sinica, 2008, (06): 3760-3768.

• 锐钛矿相TiO2
• S掺杂
• 第一性原理
• 光催化性能 anatase TiO2
• S-doped
• first-principles
• photocatalytic properties

采用基于第一性原理的平面波超软赝势方法研究了掺杂不同价态S的锐钛矿相TiO2的晶体结构、杂质形成能、电子结构及光学性质.计算结果表明硫在掺杂体系中的存在形态与实验中的制备条件有关;掺杂后晶格发生畸变、原子间的键长及原子的电荷量也发生了变化,导致晶体中的八面体偶极矩增大;S3p态与O2p态、Ti3d态杂化而使导带位置下移、价带位置上移及价带宽化,从而导致TiO2的禁带宽度变窄、光吸收曲线红移到可见光区.这些结果很好地解释了S掺杂锐钛矿相TiO2在可见光下具有优良的光催化性能的内在原因.根据计算结果分析比较了硫以不同离子价态掺杂对锐钛矿相TiO2电子结构和光催化性能影响的差别.

• 出版日期2008
• 单位云南大学