采用基于密度泛函理论(DFT)的平面波超软赝势方法(PWPP),利用Material studio计算N, Fe, La三种元素掺杂引起的锐钛矿TiO2晶体结构、能带结构和态密度变化.并通过溶胶-凝胶法制得锐钛矿型本征TiO2, N, Fe共掺杂TiO2和N, Fe, La共掺杂TiO2；用X射线衍射和扫描电镜表征结构；紫外-可见分光光度计检测TiO2对甲基橙的降解效率变化.计算结果表明,由于N, Fe, La三掺杂TiO2的晶格体积、键长等发生变化,导致晶体对称性下降,光生电子-空穴对有效分离,同时在导带底和价带顶形成杂质能级, TiO2禁带宽度由1.78 eV变为1.35 eV,减小25%,光吸收带边红移,态密度数增加,电子跃迁概率提升,光催化能力增加.实验结果表明：离子掺杂使颗粒变小,粒径大小：本征TiO2>N/Fe_TiO2>N/Fe/La_TiO2,并测得N/Fe/La_TiO2发光峰425 nm,能隙减小,光催化能力比N/Fe_TiO2强,增强原因是杂质能级和电子态数量增加引起.
TiO2 掺杂 第一性原理 溶胶凝胶