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铟掺杂钨位增强钨酸铋氧空位光催化效率

王泽普  付念  于涵  徐晶威  何祺  郑树凯  丁帮福  闫小兵  
【摘要】:以硝酸铋、硝酸铟、钨酸铵、柠檬酸、聚乙二醇为原料和表面活性剂,通过溶胶-凝胶法合成纯的和铟掺杂正交晶系钨酸铋. X射线衍射表征得到所有样品都是纯相且无杂质相.光催化降解罗丹明B实验发现,铟掺杂样品降解能力高于纯相,其最佳掺杂含量为7%摩尔比.扫描电子显微镜和X射线光电子能谱表征发现,光催化性能提高主要是由于氧空位数目增多导致,而形貌发生蓬松改变起到促进作用.利用第一性原理计算,单一氧空位模型形成能小于Bi1_(In)+V_O和Bi2In+VO共掺杂模型形成能,而大于W_(In)+V_O形成能.这个结果表示铟替代钨位促进氧空位产生.电子结构计算发现,氧空位在带隙和导带底附近引入新的局域态,促进光吸收而增强光催化性能.本文通过理论模拟和实验表征钨酸铋氧空位光催化性能调控归因于铟进入钨位而非铋位.

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