第一性原理计算Mo浓度对Mo掺杂BiVO_(4)光催化性能的影响

本文利用基于密度泛函理论的第一性原理研究了不同浓度的Mo掺杂BiVO_(4)的V位的电子结构、光学性质和光催化性能.缺陷形成能的计算结果说明BiMo_(x)V_(1-x)O_(4)(x=0.0625,0.125,0.25)三种掺杂体系都是可以稳定存在的.电子结构计算结果表明:BiMo_(x)V_(1-x)O_(4)(x=0,0.0625,0.125,0.25)四种体系的带隙分别为2.123 eV,2.142 eV,2.160 eV和2.213 eV.掺杂BiVO_(4)体系的带隙值均大于本征BiVO_(4),且带隙随着Mo浓度的增加而增大.BiMo_(x)V_(1-x)O_(4)(x=0.0625,0.125,0.25)三种掺杂体系的能带结构全部向低能量区域移动,导致掺杂体系导带底越过费米能级,Mo掺杂BiVO_(4)后具有n型半导体特性.光学性质计算结果表明,本征BiVO_(4)和BiMo_(x)V_(1-x)O_(4)(x=0.0625,0.125,0.25)三种掺杂体系的介电常数分别为3.08,3.90,12.7和17.50,掺杂后的静介电常数都呈现增大的趋势.对于反射系数和介电函数虚部而言,掺杂BiVO_(4)体系在低能量区域内提升明显.对于吸收系数而言,在掺杂的三种体系中,Mo掺杂BiVO_(4)体系的光吸收系数对红外光的吸收提升明显.光催化性能计算结果表明,本征BiVO_(4)氧化H_(2)O生成O_(2)的能力最弱,BiMo_(0.25)V_(0.75)O_(4)氧化H_(2)O生成O_(2)的能力最强.