Fe3+掺杂NaTaO3纳米粒子的制备及光吸收机理

于 水，刘玉璐，刘晓庆，王晓晶

（内蒙古大学化学化工学院，内蒙古 呼和浩特 010021）

Fe3+掺杂NaTaO3纳米粒子的制备及光吸收机理

于 水，刘玉璐，刘晓庆，王晓晶

（内蒙古大学化学化工学院，内蒙古 呼和浩特 010021）

采用水热法合成了一系列铁离子掺杂NaTaO3纳米粒子，研究了铁离子掺杂对宽禁带钽酸钠半导体光吸收性能的影响。XRD结果表明铁离子掺杂导致NaTaO3晶胞体积膨胀；紫外可见漫反射光谱表明铁离子掺杂引起钽酸钠吸收带边红移，并且随着铁离子掺杂浓度的增加，红移增大；密度泛函计算结果揭示，铁离子取代钽离子进入NaTaO3晶格会形成一个杂质能级，这个杂质能级主要由铁离子的3d轨道形成，是导致NaTaO3光吸收带边红移的原因。

NaTaO3纳米粒子；铁离子掺杂；密度泛函；光吸收；能带结构

能源和环境问题日益受到人们的关注。目前，以石油、天然气和煤炭为代表的化石能源仍是世界能源消耗的主体。化石能源的储量是有限的，同时，大量的化石燃料的燃烧致使二氧化碳越来越多地排入大气层，而二氧化碳在大气层中含量的增多是导致“温室效应”的主要原因。自日本学者Fujishima和Honda发现光照半导体材料金红石相TiO2电极导致水分解产生氢气的现象以来，半导体光催化技术在能源和环境领域的应用受到人们极大的关注[1-3]。但是由于低太阳能吸收性能、低量子产率和快速光生电子空穴复合等问题导致该技术还不能达到实用化程度。Kato等[4]报道NaTaO3在紫外光照射下是一种较好的高效光催化剂，可以分解水产生氢气。……