V-N共掺杂锐钛矿相TiO_2电子结构的第一性原理计算

采用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理平面波超软赝势(PWPP)方法,对V、N单掺杂及V-N共掺杂锐钛矿相TiO2的电子结构进行了计算,分析了V、N单掺杂及V-N共掺杂对TiO2能带结构、态密度和光吸收性质的影响。结果表明,掺杂后TiO2引入了杂质能级,使其禁带宽度减小,且吸收边红移;相较V、N单掺杂,V-N共掺杂后TiO2由于价带顶和导带底引入了杂质能级,禁带宽度减小幅度更大,从而其吸收边红移的程度也更大。

V-N共掺杂TiO_2/玻璃珠光催化复合材料的制备及光催化性能

用溶胶-凝胶法制备V-N-TiO_2/玻璃珠光催化复合材料,研究V-N-TiO_2(V-N-TiO_2)的浓度、V-N-TiO_2/玻璃珠的浸渍次数、玻璃珠尺寸、煅烧温度和煅烧时间对V-N-TiO_2/玻璃珠光催化复合材料光催化性能的影响。采用XRD、EDS、TEM、XPS等测试手段对复合材料的结构和性能进行表征;在100 W汞灯下,以苯酚溶液为目标降解物,对V-N-TiO_2/玻璃珠光催化复合材料光催化性能进行测定。研究表明:当V-N-TiO_2/玻璃珠的浸渍次数为4次、玻璃珠尺寸为2~3mm、煅烧温度为400℃和煅烧时间为4.5h时,得到的V-N-TiO_2/玻璃珠光催化复合材料对苯酚的光催化性能最佳,且单位催化剂对苯酚的降解量略高于V-N-TiO_2。V-N-TiO_2/玻璃珠光催化复合材料既易于回收,又具有良好的光催化性能。