徐艳阳
- 作品数：6 被引量：25H指数：4
- 供职机构：广东工业大学轻工化工学院更多>>
- 发文基金：广东省科技计划工业攻关项目国家自然科学基金更多>>
- 相关领域：电子电信化学工程理学更多>>
- Ni-N共掺杂锐钛矿型TiO_2的第一性原理被引量：2
- 2010年
- 采用基于密度泛函理论(DFT)的平面波超软赝势(PWPP)方法,对Ni-N共掺杂前后锐钛矿型TiO_2的超晶胞体系进行了几何结构优化,从理论上给出了掺杂体系的晶格参数。讨论了Ni掺杂、N掺杂、Ni-N共掺杂对锐钛矿型TiO_2的晶体结构、能带结构、态密度等的影响。结果表明:Ni-N共掺杂对锐钛矿型TiO_2的晶格参数和晶体结构的影响不大,从能带结构和态密度看,Ni掺杂后TiO_2价带和导带之间出现了主要由O-2p和Ni-3d共同作用而产生的杂质能级,N的掺入使得TiO_2导带下移。Ni、N的共同作用导致禁带宽度变窄,吸收带红移,拓宽了光响应范围。这些计算结果很好地解释了Ni-N共掺杂锐钛矿型TiO_2在可见光下具有良好的光催化性能的内在原因。本文从理论上对纯TiO_2,以及Ni掺杂、N掺杂、Ni-N共掺杂进行了较系统的研究,其中纯TiO_2和N掺杂TiO_2的结果与前人的一致;Ni掺杂和Ni-N共掺杂是这个系列的新内容。从理论上对这个系列的TiO_2光催化材料进行了比较,得出Ni掺杂和Ni-N共掺杂可以使TiO_2的禁带宽度变窄,有助于光催化活性提高这一结论,与我们的紫外可见吸收实验结果一致,与前人实验中发现Ni-N共掺杂TiO_2在可见光区的活性比纯TiO_2高1倍的实验事实相符。
- 魏志钢徐艳阳潘湛昌陈世荣文梦葵钟雪春
- 关键词：第一性原理
- Mn掺杂锐钛矿型TiO2电子结构的第一性原理研究被引量：4
- 2011年
- [目的]研究Mn掺杂对锐钛矿TiO_2晶体可见光区催化活性的影响。[方法]采用基于密度泛函理论(DFT)框架下的第一性原理平面波赝势(PWPP)方法,研究掺杂对锐钛矿TiO_2晶体的晶体结构、能带结构、态密度的改变。同时我们也进行了Mn掺杂TiO_2的实验研究,从实验方面对掺杂后TiO_2光吸收性能变化进行研究。[结果]Mn掺杂TiO_2后,晶体的对称性和点群没有改变。通过对比纯TiO_2,Mn掺杂TiO_2的能带和态密度可以得出:Mn掺杂TiO_2后导带发生较大下移,且导带底部主要是Mn-3d的贡献,使禁带宽度变小,从而可见光吸收增强。实验结果也表明Mn掺杂后可见光吸收增强,和理论的红移结果一致。[结论]通过我们的计算和实验,说明Mn掺杂可以改善和提高TiO_2在可见光区的活性,这种材料具有很好的应用前景,值得做进一步的实验研究。
- 钟雪春潘湛昌魏志钢徐阁徐艳阳
- 关键词：第一性原理MN掺杂二氧化钛电子结构
- Ce-N共掺杂锐钛矿型二氧化钛的理论研究被引量：8
- 2011年
- [目的]研究Ce-N共掺杂对锐钛矿TiO_2晶体可见光区催化活性的影响。[方法]采用基于密度泛函理论(DFT)框架下的第一性原理平面波赝势(PWPP)方法,研究掺杂对锐钛矿TiO_2晶体的晶体结构、能带、态密度的改变,推断Ce-N共掺杂对锐钛矿TiO_2晶体可见光区催化活性的影响。[结果]Ce-N共掺杂TiO_2后,晶体的对称性和点群没有改变。通过对比纯TiO_2,N掺杂TiO_2,Ce掺杂TiO_2和Ce-N共掺杂TiO_2的能带和态密度可以得出:纯TiO_2的能隙较宽,价带顶主要为O-2p轨道的贡献,导带底主要为Ti-3d轨道的贡献;N掺杂后,由于N-2p轨道的作用会使导带底向低能端移动,价带顶向高能端移动;Ce掺杂后,由于Ce-4f轨道进入导带,会使导带底向低能端移动;Ce-N共掺杂后,由于N和Ce的共同作用,使导带底向低能端移动,价带顶向高能端移动,同时Ce-4f轨道进入导带底,从而使禁带宽度进一步变小,会拓展该晶体的可见光响应范围。这一结果与我们在实验中获得的紫外-可见光谱相一致。[结论]通过我们的计算和实验,说明Ce-N共掺杂可以改善和提高TiO_2在可见光区的活性,这种材料具有很好的应用前景,值得做进一步的实验研究。
- 魏志钢陈世荣文梦葵潘湛昌钟雪春徐艳阳
- 关键词：密度泛函理论电子结构
- Cu、N共掺杂锐钛矿型二氧化钛的理论研究被引量：6
- 2011年
- 采用基于密度泛函理论(DFT)框架下的第一性原理平面波赝势(PWPP)方法,模拟计算了Cu、N共掺杂锐钛矿Ti O2,讨论了Cu掺杂、N掺杂、Cu、N共掺杂对锐钛矿Ti O2的晶体结构、能隙、态密度等的影响。结果表明Cu、N共掺杂锐钛矿Ti O2晶体后,导带主要由N-2p和Ti-3d轨道上的电子构成,价带主要由O-2p和Cu-3d轨道上的电子构成,禁带宽度(Eg)变小,Ti O2的吸收带红移,费米能级降低,体系稳定性提高,从而有助于提高Ti O2的光催化活性。
- 魏志钢潘湛昌黄雪萍徐艳阳陈世荣肖楚民
- 关键词：二氧化钛密度泛函理论电子结构
- Ni掺杂锐钛矿型TiO2的第一性原理研究被引量：2
- 2010年
- 采用基于密度泛函理论(DFT)的平面波超软赝势(PWPP)方法,对Ni掺杂前后锐钛矿型TiO_2的超晶胞体系进行了几何结构优化,从理论上给出了掺杂体系的晶格参数。模拟计算了Ni掺杂对锐钛矿型TiO_2的电子结构和光学性质的影响,得到了掺杂前后的能带结构、电子态密度分布、光吸收系数,分析了掺杂前后电子结构和光学性质的变化。结果表明:Ni掺杂锐钛矿型TiO_2后,在价带和导带之间出现了主要由O-2p和Ni-3d共同作用而产生的杂质能级,导致禁带宽度变窄;可见光区吸收系数增大,拓宽了光相应范围。这些计算结果很好地解释了Ni掺杂锐钛矿型TiO_2在可见光下具有良好的光催化性能的内在原因。由实验结果知:Ni掺杂锐钛矿TiO_2相应可见光的范围变宽。由此说明,计算结果与实验结果一致。
- 徐艳阳潘湛昌魏志钢陈世荣文梦葵
- 关键词：电子结构光学性质
- Ce掺杂锐钛矿型TiO2密度的泛函理论应用被引量：6
- 2010年
- 采用基于密度泛函理论(DFT)框架下的第一性原理平面波赝势(PWPP)方法,模拟计算了纯的TiO2和Ce掺杂锐钛矿TiO2的能带结构、态密度及光学性质,分析了Ce掺杂对锐钛矿TiO2的晶体结构、能隙、态密度和光吸收系数的影响.结果表明:Ce掺杂锐钛矿TiO2晶体后,Ce的4 f轨道进入导带使导带底向低能端移动,禁带宽度变小,吸收带红移,可见光区具有较大的光吸收系数,从而有助于提高TiO2的光催化活性,理论与实验基本吻合.
- 文梦葵陈世荣魏志钢徐艳阳潘湛昌
- 关键词：CE掺杂电子结构光学性质
