基于第一性原理的掺杂改性二氧化钛光催化剂性能与机理研究

一、引言

1.1研究背景与意义

随着全球工业化进程的加速，环境污染和能源短缺问题日益严重，开发高效、环保的光催化材料成为了研究的热点。二氧化钛（TiO?）作为一种典型的半导体光催化剂，因其具有化学性质稳定、催化活性高、价格低廉、无毒无害等优点，在光催化降解有机污染物、光解水制氢、太阳能电池等领域展现出了巨大的应用潜力。然而，TiO?本身存在一些固有缺陷，限制了其实际应用。其中，最主要的问题是其禁带宽度较大（锐钛矿型TiO?的禁带宽度约为3.2eV，金红石型约为3.0eV），只能吸收波长小于387.5nm的紫外光，而紫外光