鎘修飾金紅石型二氧化鈦（110）面結(jié)構(gòu)與性質(zhì).pdf

1、研究采用DFT-LDA方法，對(duì)金紅石型TiO<,2>(110)表面弛豫和鎘在TiO<,2>(110)表面的負(fù)載進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，同時(shí)對(duì)鎘的負(fù)載位置、體系的電子結(jié)構(gòu)及電荷轉(zhuǎn)移進(jìn)行了分析。結(jié)果表明TiO<,2>(110)完整表面存在著明顯的弛豫現(xiàn)象，弛豫會(huì)對(duì)體系的性質(zhì)造成影響，研究表面反應(yīng)必須考慮表面的弛豫現(xiàn)象。 鎘的負(fù)載濃度不同時(shí)，體系的性質(zhì)也不相同。吸附能隨負(fù)載濃度的減小而增大。在TiO<,2>(1×1)表面和TiO<,2>(1

2、×2)表面，鎘的穩(wěn)定負(fù)載位置相同，負(fù)載后的構(gòu)型也一致，都和兩個(gè)橋氧及一個(gè)層氧作用，即呈B構(gòu)型。在這兩個(gè)表面，鎘的5s和5p態(tài)之間有明顯的相互作用，由此我們預(yù)測(cè)，鎘在[001]方向會(huì)形成一維鏈狀結(jié)構(gòu)。鎘原子之間的作用削弱了鎘和底物之間的作用。在TiO<,2>(2×1)表面和TiO<,2>(2×2)表面，鎘在穩(wěn)定負(fù)載位置和兩個(gè)層氧一個(gè)橋氧有效成鍵，即呈A構(gòu)型，隨著負(fù)載濃度的降低，形成這種構(gòu)型的趨勢(shì)增大。 負(fù)載后鎘失去電子，失去的電子

3、主要轉(zhuǎn)移給與它相連的橋氧，并且定域在橋氧上。鎘的負(fù)載使橋氧不飽和鍵上的電子得到了補(bǔ)充，同時(shí)也削弱了橋氧和六配位鈦之間的作用，導(dǎo)致橋氧和六配位鈦之間鍵長(zhǎng)變長(zhǎng)，六配位鈦上的電荷接近體相中鈦的電荷。五配位鈦基本沒(méi)有得到電子，不能被還原。 鎘和橋氧之間的作用是決定負(fù)載是否穩(wěn)定的關(guān)鍵因素。鎘主要通過(guò)4d態(tài)和橋氧的2p態(tài)作用，鎘的5s態(tài)也和橋氧的2p態(tài)有一定作用。鎘的5s態(tài)、橋氧的2p態(tài)和鈦的3d態(tài)對(duì)應(yīng)出現(xiàn)，形成了鎘、氧和鈦之間特殊的金屬-