铁酸钇固溶体纳米材料的设计、制备和可见光光催化性能研究

利用密度泛函理论并结合半导体能带理论，建立钙钛矿型铁酸钇化合物能带结构的理论计算方法，并将其扩展到过渡金属元素部分同晶取代的铁酸钇固溶体的能带结构，如禁带宽度、导带和价带的位置的计算。从理论上设计符合可见光催化剂要求的材料组成，并采用自生长燃烧合成方法制备出相应的高表面积的大孔纳米晶体。通过对催化剂结构和组分分析、光电性能表征以及可见光光催化活性评价，探索材料微结构、光电性能和光催化效率之间的关系，最终建立一种钙钛矿型可见光光催化剂的理论设计模型和与之相应的制备方法。本研究把理论设计和实验观察相结合，研究钙钛矿型取代铁酸钇晶体能带相互匹配规律及其与光催化活性的内在联系，这对认识光催化作用的本质具有重大科学意义，对扩展光催化在环境污染治理中的广泛应用具有重大实际意义。