銳鈦礦型TiO-,2-表面的理論研究.pdf

1、TiO2因其獨特的物理化學(xué)性質(zhì)，特別是作為光催化氧化劑，具有很高的氧化還原活性，在環(huán)境污染治理中有著廣泛的應(yīng)用前景，引起人們廣泛關(guān)注。銳鈦礦型TiO2的穩(wěn)定性比金紅石型要差，但是在催化以及光催化領(lǐng)域卻比金紅石型更有效。在這些應(yīng)用中，TiO2的表面性質(zhì)是研究的重點。本文從理論上研究銳鈦礦型TiO2(101)表面結(jié)構(gòu)，以及硫(S)在該表面的摻雜和吸附。包括以下幾個方面的內(nèi)容： 1) 基于密度泛函理論的平面波超軟贗勢方法研究了銳鈦礦型

2、TiO2(101)面的表面能和幾何結(jié)構(gòu)。計算的結(jié)果顯示，銳鈦礦型TiO2(101)面應(yīng)終止于二配位的O2c和五配位的Ti5c。18層的Slab厚度和4?的真空厚度可以將表面能收斂于0.01J/m2范圍之內(nèi)。計算的結(jié)果顯示O2c向表面里弛豫0.012?，Ti5c向外弛豫0.155?。 2) Slab的厚度對能帶結(jié)構(gòu)和態(tài)密度有很大的影響。仔細(xì)分析能帶結(jié)構(gòu)和態(tài)密度后，發(fā)現(xiàn)原子的弛豫導(dǎo)致了表面原子上的電荷從外向內(nèi)轉(zhuǎn)移。表面各種鍵重新雜化