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采用程序升温热脱附(TPD)实验方法测定了NO在TiO2表面吸附后的脱附谱,利用 分子轨道 理论研究了TiO2吸附NO的原子簇模型及吸附前后的原子簇能级变化.结果表明, NO在TiO2表面吸附后可在两个峰值温度450 和980 K脱附出N2.TiO 2表面经预覆氧处理后,N2 的脱附量降低.吸附时NO中的O能够占据TiO2表面氧空位并与N脱离,而N原子则 相互结合成 为N2脱附.分子轨道理论计算证明在TiO2(110)表面能够存在氧空位 并具备吸附NO的结构条件. 相似文献
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利用程序升温脱附谱研究了用266 nm激光在表面制备不同氧空位浓度的方法.实验表明利用266 nm激光能够很容易产生表面氧空位.同样90 s光照,在光子数密度大于6.7×1016 photons/cm2s的时候,表面氧空位浓度和和光子数密度成线性关系.在光照过程中,没有观测到氧气和钛原子的脱附,表明利用266 nm激光在TiO2(110)-(1×1)制备氧空位是一种有效而且温和的方式.而在表面提前吸附水利用激光产生氧空位的速率比干净的表面慢了两个数量级.进一步研究表面,预先吸附了水后,在光照过程中水更容易脱附,导致桥氧原子的脱附被抑制,降低了氧空位产生的速率 相似文献
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用热脱附谱等方法研究了NO分别在清洁和Cs覆盖的Ru(10^-10)表面上的吸附。结果表明:存在两种NO分子吸附态(a1,a2),脱附温度分别处于325℃和550℃附近。Cs的存在增加了Ru(10^-10)表面上a2态的吸附位置,提高了该态的脱温度。Cs在Ru(10^-10)表面的存在同时促进了吸附NO分子的分解。NO在Ru(10^-10)表面上分解后形成吸附O原子和N原子。N原子复合以N2在约5 相似文献
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用程序升温脱附谱的方法研究了甲醇在TiO2(110)表面光催化氧化的波长相关性.对于不同波长的激发光,甲醇光催化解离的产物相似,都是在光照的过程中通过O-H键和C-H键的断裂形成甲醛,解离出的氢原子转移到相邻的两配位的桥氧原子(Ob)上形成ObH.但是反应速率与激发光波长强烈相关.在360 nm光照下,甲醇的反应速率是400 nm光照时的4.8倍.这与以前使用时间分辨的飞秒激光吸收光谱测量的结果是一致的,他们认为近带隙激发和过带隙激发产生的电荷相比,前者的复合速率要远快于后者. 相似文献
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搭建了一套基于程序升温脱附谱(TPD)探测方法用于研究不同表面光化学过程动力学和机理的质谱系统. 该装置通过不同真空泵组合,共同抽气,使得探测区域的真空达到0.2 nPa. 与以前相似的仪器相比,探测区域H2和CH4的背底下降了两个数量级,其他残余气体的背底下降了大约一个数量级. 在这种真空条件下能有效的提高TPD和时间飞渡谱的信噪比,对于研究光催化过程更加有利. 这套装置研究了266 nm的光在TiO2(110)表面产生氧空位的光化学行为,其结果表明这套基于TPD的表面光化学动力学研究装置对研究表面光化学过程十分有效. 相似文献
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用柠檬酸络合法合成了LaMnO3、LaCoO3和LaFeO3.NO分子红外光谱表明在上述化合物中存在不同类型的不饱和配位阳离子.对于LaFeO3来说,不饱和配位Fe2 的出现与表面缺陷有关;对于LaCoO3和LaMnO3表面来说,主要是不饱和配位Me3 与氧的配位性更强. 相似文献
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汞是一种有毒的重金属,在生产生活中以各种形式排放的汞对生态及人类健康都存在一定程度的威胁.因此,寻找高效的汞吸附剂具有十分重要的意义.本文基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,研究了汞在Ti2NO2(MXene)和具有一个氧空位缺陷的Ti2NO2(Ov-Ti2NO2)上的吸附和氧化机理.计算结果表明Hg0在Ti2NO2表面的吸附为物理吸附,在Ov-Ti2NO2表面为化学吸附. Ti2NO2表面氧空位的存在可以改善HgO与Ov-Ti2NO2之间的相互作用,从而使吸附能提高116 kJ/mol. Hg0在Ov-Ti2NO2表面氧化为HgO的反应能垒为92.55 kJ/mol,小于其在Ti2<... 相似文献
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采用密度泛函理论(DFT)体系广义梯度近似(GGA)第一性原理平面波超软赝势方法,分析锐钛矿型TiO2(101)表面吸附NO2分子光学气敏传感的微观机理.结果表明:Cu和Cr原子易于掺入TiO2(101)表面,掺杂表面能稳定地吸附NO2分子且吸附后光学性质发生显著变化.表面吸附NO2分子后,Cu掺杂TiO2(101)表面对分子的吸附能最大,吸附后结构更稳定,分子与表面的距离最短.通过分析差分电荷密度和电荷布居数发现,NO2分子与基底表面间发生电荷转移,转移电子数目:Cu掺杂表面 > Cr掺杂表面 > 无掺杂表面.对比吸收光谱和反射光谱发现,在Cu掺杂表面吸附分子后,光学性质变化最明显,说明表面与吸附分子间氧化还原能力是决定光学气敏传感性能的核心因素.在过渡金属中,Cu与Cr都有4s价电子结构,其4s电子降低了材料表面氧空位的氧化性,增加了其还原性.对于氧化性气体,可以提升表面与分子的氧化还原作用,而Cu的4s电子更加活泼,从而光学气敏传感特性更加明显.因此,Cu掺杂的TiO2对氧化性气体是一种较好的光学气敏传感材料. 相似文献
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Effect of lattice strain on the oxygen vacancy formation and hydrogen adsorption at CeO2(111) surface 总被引:1,自引:0,他引:1
Using first-principles calculation, the effect of lattice strain on the oxygen vacancy formation at CeO2(111) surface has been investigated. The tensile strain facilitates the oxygen vacancy formation at the surface and the compressive strain hinders the process. This is in part due to the strengthening or weakening of the surface Ce–O bond under the lattice strain. On the other hand, a more open surface with a larger lattice constant can better accommodate the larger Ce3+ and thus facilitate the structural relaxation of the reduced surface. The studies on the strain effect on the atomic hydrogen adsorption at the defect-free CeO2(111) surface show that the adsorption strength monotonously increases with the increase of the lattice strain, further confirming the tunable surface chemical activity by lattice strain. 相似文献
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奥硝唑残留是一种新兴污染物,对环境和人类健康具有巨大的威胁.采用密度泛函理论,研究了奥硝唑在锐钛矿TiO_2(101)晶面的吸附特性.优化了奥硝唑在锐钛矿TiO_2(101)晶面的吸附结构,计算了最佳吸附位点,吸附能,态密度,电子结构图.结果表明,当咪唑环上N(3)原子吸附在TiO_2的Ti(5)原子上时,吸附能最大,为最稳定的吸附构型.通过对吸附构型的分析,我们发现C(2)-N(3)键呈现变弱趋势,我们推测奥硝唑在TiO_2表面降解的可能性以及反应活性位点就是咪唑环上C-N键. 相似文献
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基于密度泛函理论的第一性原理平面波超软赝势方法, 计算了Zn吸附到TiO2(101)清洁表面、含有氧空位(VO)的缺陷表面以及既含有氧空位(VO)又含有羟基(-OH)表面的能量、Mulliken重叠布居数以及电子结构, 并找到了Zn在每种表面的最稳定结构(分别为模型(c), 模型(aI)以及模型(aII)). 通过对三种表面稳定结构的分析、对比发现: 首先, Zn原子吸附到清洁TiO2(101)表面上, 主要与表面氧相互作用, 形成Zn–O共价键; 其次, 当Zn原子吸附到缺陷表面时, 吸附能减小到-1.75 eV, 说明Zn更容易吸附到氧空位上(模型(aI)); 最后, 纵观表面模型的能带结构以及态密度图发现, -OH的引入并没有引进新的杂质能级, Zn吸附此表面, 即Zn-TiO2-VO-OH, 使得禁带宽度缩短到最小(1.85 eV), 从而有望提高TiO2的光催化活性.
关键词:
密度泛函理论
氧空位
羟基
Zn原子 相似文献
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采用基于密度泛函理论的平面波超软赝势方法研究了 纯的和不同高氧空位浓度金红石型TiO2-x (x=0, 0.083, 0.125, 0.167, 0.25)超胞的能带结构分布、态密度分布.同时, 采用局域密度近似+U方法调准了带隙.结果表明, 高氧空位浓度越高, 金红石型TiO2的最小带隙越变窄、电子有效质量越减小, 自由电子浓度越高, 电子迁移率越低、电导率越低.计算结果与实验结果的变化趋势相符合.
关键词:
高氧空位
2')" href="#">金红石型TiO2
电导率
第一性原理 相似文献
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本文系统研究了NO在Ir(111)表面的吸附,解离,以及可能的N_2生成机理.结果表明,顶位吸附的NO,其解离能垒较高(3.17 eV),不会发生解离,而三重Hcp和Fcc空位吸附的NO发生解离,能垒分别为1.23和1.28 eV.N_2是唯一的生成物,不会有副产物N_2O的产生.其最可能的反应路径为N和NO经过N_2O中间体而生成N_2,而不是直接N提取和N-N聚合产生N_2的机理. 相似文献
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The main objective of this study is to understand the sensing origin of anatase TiO2 and provide an insight into why gas sensitivity of anatase TiO2 is not so excellent. 相似文献
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