TiO2-xNx薄膜的光催化性能及电子结构研究

在不同的氧气与氮气流量比条件下,利用射频磁控溅射技术在载玻片衬底上成功沉积了TiO2-xNx薄膜。采用亚甲基蓝染料为光降解污染物,考察了薄膜的光催化活性;检测了薄膜的XRD谱和透射光谱;并利用基于密度泛函理论的第一性原理计算了N掺杂锐钛矿相TiO2的能带结构及其在费米能级附近的电子态密度。结果表明,在氧气流量50sccm、氮气流量0.5sccm条件下沉积的TiO2-xNx薄膜的光催化活性最高;与纯TiO2样品相比,N掺杂TiO2样品的晶体结构没有发生改变,吸收边红移;N掺杂使TiO2的禁带宽度减小,电子态密度向低能量方向移动,从而使其光响应范围扩展,光催化活性增强。