铜铬双过渡金属共掺金红石相TiO

提高TiO2光催化活性已成为近年研究的热点。选取第一过渡金属Cu 与Cr 共同掺杂金红石相TiO2,运用基于密度泛函理论体系下的平面波超软赝势方法探讨了Cu-Cr 共掺杂对金红石相TiO2电子特性和光学性质影响的微观机制。结果表明:Cu-Cr 共掺杂TiO2在禁带中形成了5 条新的杂质能级,其中价带顶的一条杂质能级主要是Cu3d 轨道的贡献,而费米面附近的4 条亚稳态杂质能级主要由Cr3d 轨道和O2p 轨道相互作用产生,有效减小了电子的跃迁能,改善了TiO2的光催化活性。Cu-Cr 共掺杂也改善了TiO2的光学性质,使光谱红移,反射率增大,对可见光的吸收和反射能力比单掺杂更稳定。