稀土Sm掺杂TiO2第一性原理计算及光催化性能评价

论文摘要

以钛酸四丁酯和六水合硝酸钐为原材料,采用溶胶-凝胶法制备了纯二氧化钛及镧系稀土钐（Sm）掺杂改性TiO2光催化剂。基于密度泛函理论第一性原理,采用分子模拟对纯TiO2及Sm掺杂改性TiO2光催化剂的电子结构进行计算分析,并对样品进行表征。以卤素灯为可见光源,目标污染物为一氧化氮（NO）气体,评价了各样品在可见光条件下对NO气体的光催化活性。结果表明,Sm掺杂改性能调整TiO2晶体的内部电子结构,Sm3+取代Ti 4+形成氧空位及晶格缺陷,引入中间杂质能级,抑制光生电子与空穴的有效复合,降低带隙宽度,提升光催化剂的光响应范围及光催化活性。在稀土Sm掺杂量为0.2%（质量分数）,煅烧温度为550℃,光照时间为40min的条件下,Sm掺杂改性TiO2光催化剂对NO的降解率达到81.74%。

论文目录

• 1 实验部分
•   1.1 试剂与仪器
•   1.2 Sm掺杂TiO2光催化剂制备
•   1.3 样品测试
•     1.3.1 电荷分布计算
•     1.3.2 光催化性能测试
• 2 结果与讨论
•   2.1 第一性原理计算分析
•   2.2 XPS分析
•   2.3 XRD分析
•   2.4 UV-Vis分析
•   2.5 光催化性能分析
• 3 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 曹雪娟,刘誉贵,刘晓凤,刘攀,郭鹏

关键词: 光催化剂,掺杂改性,第一性原理,降解率

来源: 化工新型材料 2019年10期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅰ辑

专业: 化学

单位: 重庆交通大学材料科学与工程学院,重庆交通大学交通土建工程材料国家地方联合工程实验室,四川省交通运输厅公路规划勘察设计研究院,重庆市智翔铺道技术工程有限公司

基金: 国家自然科学基金（51678098）,山区桥梁与隧道工程国家重点实验室培训基地开放基金（CQSLBF-Y15-18）

分类号: O643.36;O644.1

页码: 180-184

总页数: 5

文件大小: 357K

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