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| 含氧空位锐钛矿表面的非金属杂质对其吸附NH3特性的影响 |
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| 引用本文： | 田芸,张晓华,冯庆,陈小雨,周康 . 含氧空位锐钛矿表面的非金属杂质对其吸附NH3特性的影响 [J]. 重庆师范大学学报(自然科学版), 2017, 0(6): 93 |
| 作者姓名： | 田芸 张晓华 冯庆 陈小雨 周康 |
| 作者单位： | 重庆师范大学 光学工程重点实验室 重庆市光电功能材料重点实验室,重庆 401331 |
| 摘 要： | 【目的】金属氧化物光学气敏材料可用来灵敏检测环境气体成分及浓度,而对这一材料的掺杂是改善其光学气敏特性的一种重要途径。【方法】基于密度泛函理论的平面波超软赝势方法,模拟计算了含氧空位锐钛矿Ti O2(101)表面掺杂非金属C、N、F对 NH3 分子吸附,对掺杂后锐钛矿 TiO2(101)表面结构的稳定性、NH3 分子吸附后表面结构的稳定性、态密度、电荷分布、差分电荷密 度、光学性质给以理论 分析。【结果】分析发现:非金属杂质C,N,F 易掺杂于有氧空位的TiO2(101)表面,且有基底的稳定性从大到小依次为 C,N,F;杂质元素掺杂于基底表面提高了基底表面氧空位的氧化性,更有助于NH3分子的吸附,且杂质元素对基底氧空位氧化性的贡献从小到大依次为 C,N,F;通过态密度和光学性质分析,NH3 分子吸附在 C和 N 掺杂于含氧空位 Ti O2(101)基底表面相对于无掺杂含氧空位 Ti O2(101)基底表面降低了材料在可见光范围内的利用率;而吸附在 F元素掺杂于含氧空位 Ti O2(101)基底表面对可见光范围内的利用率相对于吸附在无掺杂含氧空位Ti O2(101)基底表面的利用率提高了5倍。【结论】掺杂 F 元素显著的提高了材 料 的 光 学 气 敏 传 感能力。 |
| 关 键 词： | 锐钛矿 TiO2(101) NH3 分子 密度泛函理论 表面掺杂 表面吸附 |
Effect of C, N and F on the Adsorption of NH3 Molecules on the Surface of Anatase TiO2 (101) with Oxygen Vacancies |
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| TIAN Yun,ZHANG Xiaohu,FENG Qing,CHEN Xiaoyu,ZHOU Kang . Effect of C, N and F on the Adsorption of NH3 Molecules on the Surface of Anatase TiO2 (101) with Oxygen Vacancies [J]. Journal of Chongqing Normal University:Natural Science Edition, 2017, 0(6): 93 |
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| Authors: | TIAN Yun ZHANG Xiaohu FENG Qing CHEN Xiaoyu ZHOU Kang |
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