物理化学学报 >> 2010, Vol. 26 >> Issue (05): 1401-1407.doi: 10.3866/PKU.WHXB20100526
徐凌, 唐超群, 黄宗斌
XU Ling, TANG Chao-Qun, HUANG Zong-Bin
摘要:
使用V2O5和乙醇作为V掺杂TiO2的滴加液, 运用溶胶-凝胶方法制备了不同浓度的V掺杂锐钛矿相TiO2的薄膜样品. 对这些样品进行了紫外-可见透射光谱实验, 发现V 掺杂锐钛矿相TiO2的光谱响应范围向可见光区域移动, 掺杂浓度为1.0%(摩尔分数)时红移效果最明显. 此外, 运用第一性原理, 对V掺杂锐钛矿相TiO2的电子结构进行了研究, 并运用能带结构理论对实验现象进行了解释. 研究中发现: 在V掺杂锐钛矿相TiO2后, 随着V浓度的增加, TiO2的禁带宽度逐渐减小, 光谱响应范围扩大, 能提高它的可见光响应; 但是由于掺杂后价带与导带比较接近, 容易形成新的空穴-电子复合中心, 以及导带区域V 3d轨道上电子与Ti 3d轨道上的电子强关联作用也会降低电子的还原性, 所以V浓度的增加会使TiO2的光催化性能降低. 理论上计算出在V掺杂浓度为6.25%(摩尔分数)时, TiO2的光吸收边红移最大, 与实验得到的变化趋势相吻合.
MSC2000:
O641