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《銳鈦礦二氧化鈦的性質(zhì)》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。
1、中文摘要TiO2摻雜N的理論研究摘要本論文選取周期性平板模型，采用廣義梯度密度泛函理論方法，使用CASTEP軟件，對(duì)N摻雜銳鈦礦型和金紅石型的TiO2電子和光催化性能的進(jìn)行了研究。分別計(jì)算了N位于Hollow，N取代晶格氧，N取代晶格氧且表面有氧空位和N位于Hollow位且表面有氧空位四種N摻雜方式，討論了摻雜造成的晶格缺陷,以及其能帶結(jié)構(gòu)發(fā)生的變化,帶隙寬度的減小。計(jì)算結(jié)果表明四種摻雜方式帶來(lái)的影響是不同的。通過(guò)分析態(tài)密度和能帶邊緣可知，發(fā)現(xiàn)N取代晶格氧時(shí)帶隙變化并不大，而N在Hollow位和N位于Hollow位且表面有氧空位時(shí)帶隙變化
2、較大，當(dāng)N取代晶格氧且表面有氧空位時(shí)，價(jià)帶頂端和導(dǎo)帶低端分別出現(xiàn)雜質(zhì)帶，使得帶隙減小最大，光響應(yīng)紅移，光催化活性增強(qiáng)。關(guān)鍵詞：TiO2，N摻雜，電子結(jié)構(gòu)，DFT，光催化27中文摘要TheoreticalStudyofN-dopedTiO2AbstractUsingdensityfunctionaltheory(DFT)calculationwithintheCASTEPcode,weinvestigatedtheelectronicstructureandphotocatalyticactivityofN-dopedanataseTiO2
3、andrutileTiO2.WecalculatedfourN-dopedmodels:inHollowsite,substitutionallatticeoxygen,substitutionallatticeoxygenwithoxygenvacancyonthesurface,inHollowsitewithoxygenvacancyonthesurface.WediscussedthecrystaldefectsthatN-dopingresultedin,thechangesofbandstructure,andthedecre
4、asingbandgap.OurcalculationsshowedthattheeffectbetweenfourN-dopedmodelswasdifferent.Byanalysingthedensityofstatesandthebandedge,wefoundthatthebandgapdidn’tchangemuchwhenNsubstitutedlatticeoxygen,howeverthebandgapchangedmuch,whenNisinHollowsiteandinHollowsitewithoxygenvaca
5、ncyonthesurface.whenNsubstitutedlatticeoxygenwithoxygenvacancyonthesurface,thetopofvalencebandandthebottomofconductionbandappearedimpuritybandrespectively,itmadethebandgapdecreasedthemaximum,lightactivityappearedredshift,andthephotocatalyticactivityenhanced.Keywords:TiO2,
6、Ndoping,electronicstructure,DFT,photocatalytic27目錄目錄摘要IAbstractII目錄III第一章前言11.1TiO2的催化性質(zhì)與表面性質(zhì)11.2TiO2結(jié)構(gòu)21.3影響光催化效率的因素31.4密度泛函理論（DFT）31.5平板模型41.6MaterialsStudio軟件簡(jiǎn)介41.6.1Castep計(jì)算模塊簡(jiǎn)介51.7本文研究意義5第二章氮摻雜的銳鈦礦型TiO272.1引言72.2銳鈦礦型TiO2的計(jì)算模型、方法72.3計(jì)算結(jié)果與討論102.3.1電子差密度分析102.3.2能帶（Ener
7、gyBandStructure）分析112.3.3態(tài)密度（DensityofStates）分析142.4本章小結(jié)15第三章氮摻雜的金紅石型TiO2163.1引言163.2金紅石型TiO2的計(jì)算模型、方法163.3計(jì)算結(jié)果與討論183.3.1電子差密度分析183.3.2能帶（EnergyBandStructure）分析203.3.3態(tài)密度（DensityofStates）分析223.4本章小結(jié)22結(jié)論24致謝25參考文獻(xiàn)2627TiO2摻雜N的理論研究第一章前言1.1TiO2的催化性質(zhì)與表面性質(zhì)TiO2具有良好的光催化特性[1]，已經(jīng)廣泛用
8、于治理環(huán)境污染物。評(píng)價(jià)一個(gè)半導(dǎo)體材料能否充當(dāng)光催化劑通常有以下的標(biāo)準(zhǔn)：（1）具備一定的光活性；（2）能夠利用可見(jiàn)光或者近紫外光，即能隙大小合適；（3）具有一定的生化惰性；（4）具有光穩(wěn)定性。很
