金属Cd~(2+)掺杂TiO_2纳米颗粒的制备及能级结构的影响机理

编号：NMJS00106

篇名：金属Cd~(2+)掺杂TiO_2纳米颗粒的制备及能级结构的影响机理

作者：谭云风; 张超; 严正权; 徐洪耀;

关键词：TiO2纳米颗粒; Cd掺杂; 能级结构; 密度泛函理论;

机构： 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;

摘要： 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。