氟掺杂锐钛矿二氧化钛（101）表面水的吸附及其光氧化机制

发布时间：2022-07-09 18:40

　　运用第一性原理计算了氟（F）掺杂锐钛矿二氧化钛（101）（F-TiO₂（101））表面水的吸附及其光氧化动力学。结果表明:光激发的空穴在F-TiO₂（101）表面的电子结构中引入了缺陷态,主要分布在表面吸附的羟基和表面二配位氧原子(O_2c)上;而且当水以双氢键吸附在F-TiO₂（101）表面上时,电子结构中进一步产生了电子和空穴分别占据的2个缺陷态。在此基础上,系统地研究了空穴存在条件下,F-TiO₂（101）表面水氧化的3种反应路径,并得到了2种最可能发生的路径:（1）水直接将氢转移到O_2c原子上,同时剩余羟基转移到表面五配位钛原子(Ti_5c)上;（2）水分子扩散到Ti_5c原子上,然后将氢转移到O_2c原子上。低反应能和适中的势垒表明,2种反应路径在可见光照射条件下均可快速地发生。 

【文章页数】：8 页

【文章目录】：
1 计算部分
2 结果与讨论
    2.1 F掺杂TiO2(101)表面结构及其吸附水的构型
    2.2 F-TiO2(101)面上水分解动力学
3 结论与讨论


【参考文献】：
期刊论文
[1]第一性原理研究Ni、V、Zr、N、P、S单掺杂及其共掺杂锐钛矿物相TiO2的电子结构和吸收光谱[J]. 刘峥,王浩,韩佳星,张菁,张淑芬.  原子与分子物理学报. 2018(03)
[2]元素掺杂锐钛矿型TiO2改善光催化活性研究进展[J]. 周晴.  广州化工. 2016(06)
[3]Al掺杂锐钛矿型二氧化钛的第一性原理研究[J]. 李毅杰,田汉民,刘剑飞.  材料科学与工程学报. 2013(02)
[4]磷掺杂锐钛矿二氧化钛能带结构的从头计算研究[J]. 王丽丽,李阳,刘颖,刘跃.  分子科学学报. 2012(03)
[5]钕掺杂锐钛矿二氧化钛的第一性原理计算[J]. 李林,姚兰芳,王硕,许瑞清,田琳琳,方学玲.  材料导报. 2011(S1)



本文编号：3657622