(S,Co)双掺杂 TiO2改性第一性原理.pdf

第32 卷第2 期 辽宁工程技术大学学报（自然科学版） 2013 年2 月 Vol.32 No.2 Journal of Liaoning Technical University （Natural Science ） Feb. 2013 文章编号：1008-0562(2013)02-0206-06 （S，Co ）双掺杂TiO2 改性第一性原理 1 2 3 1 李宗宝 ，王 霞 ，周 勋 ，祝 娅 （1.铜仁学院 物理与电子科学系，贵州 铜仁 554300 ；2.铜仁学院 生物科学与化学系，贵州 铜仁 554300 ； 3.贵州师范大学 物理与电子科学学院，贵州 贵阳 550001） 摘 要：为提高 TiO2 晶体的光催化性能，采用基于密度泛函理论的平面波超软赝势方法，研究了 S 和 Co 分别 单掺杂和双掺杂锐钛矿 TiO2 的晶体结构、电子结构和光学性质.研究结果表明：原子替位掺杂后体系晶格畸变较 小；禁带中杂质能级的出现使 TiO2 光吸收带边发生了明显红移，且在可见光区的吸收效率显著增加，大大提高 了光催化效率.与单掺杂比较发现，（S, Co ）双掺杂红移现象更加明显且在可见光区均有吸收，为较好的掺杂改性 方式.该成果对实验合成性能较佳的 TiO2 具有较好的指导意义. 关键词：密度泛函理论；GGA+U；光催化；锐钛矿TiO2 ；能带；态密度；光学性质；双掺杂；性能佳 中图分类号：O 641 文献标志码：A Density function theory on performance increase of TiO2 codoped with S and Co 1 2 3 1 LI Zongbao , WANG Xia , ZHOU Xun , ZHU Ya （1. Department of Physics Electronic Science, Tongren University, Tongren 554300, China; 2. Department of Biology Chemistry, Tongren University, Tongren 554300, China; 3. School of Physics Electronic Science, Normal University of Guizhou, Guiyang 550001, China ） Abstract: To improve the photocatalytic activity of TiO , the crystal structure, electronic structure and optical 2 properties of S, Co, and (S, Co)-codoped anatase TiO2 are investigated based on the plane-wave ultrasoft pseudoptential method in the density functional theory. The results indicate that due to S and Co atoms occupy the O and Ti sites in anatase TiO2, the lattice has less distortions. Also, some impurity b