Pt摻雜TiO-,2-光吸收性能的第一性原理研究.pdf

1、TiO2作為一種環(huán)境材料，由于具有無毒、光催化活性高、物理化學性能穩(wěn)定、價廉等特點，在環(huán)境污染治理、太陽能綜合利用等方面正發(fā)揮著越來越重要的作用。但TiO2是一種寬帶隙半導體材料，它的光催化活性通常需要由紫外光線來激發(fā)，由此造成其不能直接利用太陽光中的可見光部分，使其應(yīng)用過程出現(xiàn)不便，且提高了使用成本。盡管TiO2可見光化研究已經(jīng)取得了一定的進展，對TiO2的各種改性方法或多或少都提高了太陽能的利用率，但從目前的研究成果來看，可見光催化

2、或能量轉(zhuǎn)換效率還普遍偏低，且對各種改性方法的可見光化機理認識尚未統(tǒng)一，還存在爭議。 針對以上問題，本研究嘗試用一種有效方法：利用金屬Pt離子摻雜改性，改變TiO2的能帶結(jié)構(gòu)，使摻雜后TiO2的光吸收閾值最大限度地拓寬到可見光區(qū)，即摻雜后TiO2能在可見光范圍內(nèi)發(fā)生電子躍遷，使其能吸收太陽能中的可見光部分。本文以密度泛函理論為基礎(chǔ)，利用第一性原理計算軟件CASTEP軟件，對本征TiO2及摻雜TiO2進行模擬計算，從理論上探討摻雜前