人工晶体学报

作者：汪涛, 张于浩, 殷海荣

单位：1.四川工程职业技术大学建筑工程系,德阳 618000;；2.陕西科技大学材料科学与工程学院,西安 710000

关键词：NaTaO3,密度泛函理论,过渡金属掺杂,电子结构,光学性质,光催化抗菌,

基金：国家自然科学基金(51801117)

NaTaO3光催化剂因高的化学稳定性和热稳定性,以及环境友好性可以满足不同领域的需求。通过离子掺杂可以调节NaTaO3的电子结构和性能,本文基于密度泛函理论研究了钙钛矿型Na0.75B0.25TaO3(B=Cr, Mn, Fe, Cu, Zn)的电子结构和光学性质,分析了不同过渡金属掺杂对NaTaO3的能带结构和电子态密度的影响。研究发现Cr、Mn、Fe和Zn掺杂使NaTaO3呈现金属性质,Na0.75Cu0.25TaO3则呈现半导体性质并且禁带宽度缩小到1.35 eV。掺杂Cu后会引起新的能级(Cu 3d和Cu 4s)在禁带中出现,这些新的能级位于禁带的中心,会导致禁带向导带移动。此外,Cu掺杂体系的吸收光谱发生了红移并且可将光吸收波长扩展到800 nm。接着,探索了NaTaO3和Na0.75Cu0.25TaO3的光催化抗菌性能,结果表明Cu离子调控后的光催化剂对金黄色葡萄球菌(S. aureus)的杀菌效率为99.99%,并对杀菌机理进行了分析。

来源：2024年第6期

《人工晶体学报》期刊编辑部

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