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碳掺杂TiO_2(101)晶面上水的吸附和解离 被引量：2
1
作者 郎秀峰 朱岩 +1 位作者 苑旭祖 梁艳红 《河北科技师范学院学报》 CAS 2016年第3期49-54,共6页
运用密度泛函理论研究了未掺杂、体相掺杂和表层掺杂碳的锐钛矿型二氧化钛(101)晶面(TiO_2(101))上水吸附及其分解动力学。结果表明:分子态水在3种表面上吸附结构比解离态的吸附结构更稳定,说明水在这3种表面上自发解离在热力学上是不... 运用密度泛函理论研究了未掺杂、体相掺杂和表层掺杂碳的锐钛矿型二氧化钛(101)晶面(TiO_2(101))上水吸附及其分解动力学。结果表明:分子态水在3种表面上吸附结构比解离态的吸附结构更稳定,说明水在这3种表面上自发解离在热力学上是不允许的。进一步对3种表面上水解离的动力学研究表明:表面掺杂碳的TiO_2(101)上水解离的势垒最低,水在这个面上解离速度最快。这归因于表面碳掺杂对TiO_2(101)面的表层结构有很大影响。 展开更多
关键词 TIO2 碳掺杂 水解离 密度泛函理论 过渡态
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氟掺杂锐钛矿二氧化钛(101)表面水的吸附及其光氧化机制 被引量：1
2
作者 郎秀峰 崔少鑫 +1 位作者 朱岩 梁艳红 《河北科技师范学院学报》 CAS 2020年第2期44-50,73,共8页
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(O2c)上;而且当水以双... 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(O2c)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O2c原子上,同时剩余羟基转移到表面五配位钛原子(Ti5c)上;(2)水分子扩散到Ti5c原子上,然后将氢转移到O2c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。 展开更多
关键词 TIO2 F掺杂 空穴 水分解
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碳掺杂锐钛矿TiO_(2)的结构和电子性质
3
作者 郎秀峰 薛佳卉 王唯锦 《河北科技师范学院学报》 CAS 2021年第3期24-29,共6页
运用第一性原理计算系统研究了两类C掺杂(C取代O和C填隙)锐钛矿TiO_(2)的结构和电子性质。结果表明,通过优化可以得到3种C取代O掺杂结构和8种C填隙掺杂结构。C取代O的结构中存在C—Ti键,而C填隙的结构碳以CO和CO^(2-)_(3)的形式存在。... 运用第一性原理计算系统研究了两类C掺杂(C取代O和C填隙)锐钛矿TiO_(2)的结构和电子性质。结果表明,通过优化可以得到3种C取代O掺杂结构和8种C填隙掺杂结构。C取代O的结构中存在C—Ti键,而C填隙的结构碳以CO和CO^(2-)_(3)的形式存在。基于这些优化结构,计算的态密度证实以C原子或C的二聚体的形式取替O未改变纯TiO_(2)的带隙,而其它掺杂结构都明显地加大了TiO_(2)的带隙。C取代O掺杂的TiO_(2)带隙几乎无变化,而其它形式掺杂的TiO_(2)带隙明显加宽了。此外,这些掺杂结构的带隙中都存在杂质能级,有利于可见光的吸收。 展开更多
关键词 碳掺杂 TiO_(2) 态密度 杂质能级
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