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 TAN Yun-feng;ZHANG Chao;YAN Zheng-quan;XU Hong-yao

作者机构：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上海201620 

出 版 物：《功能材料》 (Journal of Functional Materials)

年 卷 期：2010年第41卷第11期

页      面：1861-1864页

核心收录：

学科分类：081704[工学-应用化学] 07[理学] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 0703[理学-化学] 070301[理学-无机化学] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(50472038 20974018) 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) 

主　　题：TiO2纳米颗粒 Cd掺杂 能级结构 密度泛函理论 

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。