Bi-M-O三元氧化物体系能带工程设计及光催化性能研究

在众多新型光催化剂中，一些含铋半导体氧化物因其具有适中的带隙而显示出优异的光催化性能，在新能源获取和环境治理方面具有重要的应用前景，已引起国内外的广泛关注。为解决Bi-M-O体系带隙数据匮乏这一现状，本项目采用基于密度泛函理论（DFT）的第一性原理计算方法，结合从头算进化模拟，建立完备的Bi-M-O三元体系晶体结构数据库，进行DFT能带结构计算和部分结构的准粒子能带计算，完成Bi-M-O体系能带工程的系统设计，进一步优化筛选出3-5种可用作可见光响应的新型光催化体系，进行制备合成、结构表征以及光催化性能测定和评估的研究工作，沿"需求-设计-制备"一体化的研究思路，研制开发出光催化性能优异的新型Bi-M-O体系光催化材料。同时，本项目所建立的带隙数据库能为Bi-M-O体系未来的实验或理论研究提供重要的参考依据，加快其光、热、电、磁、催化等物理或化学性质的研究进程。

在众多新型光催化剂中，一些含铋半导体氧化物因其具有适中的带隙而显示出优异的光催化性能，在新能源获取和环境治理方面具有重要的应用前景，已引起国内外的广泛关注。为解决Bi-M-O 体系带隙数据匮乏这一现状，本项目采用基于密度泛函理论（DFT）的第一性原理计算方法，结合从头算进化模拟，建立完备的Bi-M-O 三元体系晶体结构数据库，进行DFT 能带结构计算和部分结构的准粒子能带计算，完成Bi-M-O 体系能带工程的系统设计，重点对Bi2WO6、BiVO4、CaBiO2Cl、KBiO3、Bi2MgO6、Bi2Sn2O7等体系进行了实验合成制备、光催化性质评估、改性研究及其部分体系的电子结构计算研究。本项目所建立的带隙数据库，能为Bi-M-O 体系未来的实验或理论研究提供重要的参考依据，加快其光、热、电、磁、催化等物理或化学性质的研究进程。