金红石型TiO2（110）表面吸附TiCl4的微观机理
来源期刊：材料导报2018年第20期
论文作者：黄俊 李荣兴 谢刚 田林 杨妮 俞小花 李威
文章页码：3524 - 3530
关键词：密度泛函理论;晶核生长;氧空位;表面吸附;
摘 要：采用密度泛函理论平面波赝势方法研究了TiCl4分子在TiO2（110）表面桥位氧上的吸附,对稳定吸附构型的吸附能、电荷密度、差分电荷密度、电子态密度、Mulliken电荷布居等进行计算和分析。研究结果表明,TiCl4在完整晶胞表面不能吸附;在有氧空位的晶胞表面,TiCl4以面心向下吸附最稳定,吸附过程为放热。当表面氧空位密度为12.5%、25%时,面心向下吸附方式的吸附能分别为-29.780 9kJ·mol-1和-48.641 9kJ·mol-1,表明氧空位密度越高,吸附强度越强;带隙从1.304eV分别减小到0.074eV、0.015eV,能带结构的带隙宽度变窄,表明氧空位密度越高,带隙宽度越窄;TiCl4分子向晶胞表面转移的电荷分别为0.2eV、0.26eV,说明随着表面氧空位密度增加,TiCl4分子向晶胞表面转移的电荷量增加,表面对分子的氧化作用越强。
黄俊1，李荣兴1，谢刚2,3，田林2,3，杨妮2,3，俞小花1，李威1
1. 昆明理工大学冶金与能源工程学院2. 昆明冶金研究院3. 共伴生有色金属资源加压湿法冶金技术国家重点实验室
摘 要：采用密度泛函理论平面波赝势方法研究了TiCl4分子在TiO2（110）表面桥位氧上的吸附,对稳定吸附构型的吸附能、电荷密度、差分电荷密度、电子态密度、Mulliken电荷布居等进行计算和分析。研究结果表明,TiCl4在完整晶胞表面不能吸附;在有氧空位的晶胞表面,TiCl4以面心向下吸附最稳定,吸附过程为放热。当表面氧空位密度为12.5%、25%时,面心向下吸附方式的吸附能分别为-29.780 9kJ·mol-1和-48.641 9kJ·mol-1,表明氧空位密度越高,吸附强度越强;带隙从1.304eV分别减小到0.074eV、0.015eV,能带结构的带隙宽度变窄,表明氧空位密度越高,带隙宽度越窄;TiCl4分子向晶胞表面转移的电荷分别为0.2eV、0.26eV,说明随着表面氧空位密度增加,TiCl4分子向晶胞表面转移的电荷量增加,表面对分子的氧化作用越强。
关键词：密度泛函理论;晶核生长;氧空位;表面吸附;
