金属Cd2+掺杂TiO2纳米颗粒的制备及能级结构的影响机理

功能材料, 2010, 41(11): 1861-1864.

金属Cd2+掺杂TiO2纳米颗粒的制备及能级结构的影响机理

谭云风 ^1, , 张超 ^2, , 严正权 ^3, , 徐洪耀 ^4,

1.东华大学,材料科学与工程学院,纤维材料改性国家重点实验室,上海,201620

2.东华大学,材料科学与工程学院,纤维材料改性国家重点实验室,上海,201620

3.东华大学,材料科学与工程学院,纤维材料改性国家重点实验室,上海,201620

4.东华大学,材料科学与工程学院,纤维材料改性国家重点实验室,上海,201620

基金项目: 教育部博士培养基金资助项目(20070255012) 上海市重点学科项目经费资助项目(B603) 教育部"111引智工程"资助项目(111-2-04) 国家自然科学基金资助项目(50472038;20974018)

关键词： TiO2纳米颗粒 , Cd掺杂 , 能级结构 , 密度泛函理论

Preparation of Cd2+-doped TiO2 nanopaticle and influence mechanism of their energy level structure

采用溶胶-凝胶法制备了Cd2+掺杂改性TiO2纳米颗粒,利用XRD、TEM、XPS和UV-Vis光谱对掺杂前后颗粒的结构和性能进行了表征.结果表明,溶胶-凝胶法制备的Cd2+掺杂TiO2纳米颗粒主要为锐钛矿相,粒径尺寸在20nm左右,掺杂前后TiO2的尺寸和形貌没有明显变化;结构表征和光谱测试结果发现,Cd元素在TiO2纳米颗粒中部分取代TiO2晶格中的Ti元素,以Cd2+的形式存在,形成Cd-O键,使TiO2纳米颗粒的吸收带边红移,降低了TiO2的禁带宽度.并且采用基于密度泛函理论的第一性原理对Cd掺杂TiO2进行了能级结构的模拟计算,发现理论结果与实验结果有较好一致性.

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