Теоретичні дослідження взаємодії молекули кисню з поверхнею твердої фази мають велике значення для розуміння механізмів реакцій за участю O2 на твердій поверхні. У цій роботі досліджено просторову і електронна структура кисневих дефектів і азотних домішкових центрів поверхні анатазу та їх прояви в адсорбції води. Поверхня анатаза моделювалася кластерами складу Ti14H22O39 (бездефектна грань (001)), Ti14H22O38 (поверхня з кисневою вакансією) та Ti14H22N2O36 (поверхня з кисневою вакансією і впровадженими атомами азоту), які обмежуються атомами водню. Розрахунки величин повної енергії оптимізованих просторових структур модельних кластерів TiO2 і відповідних теоретичних спектрів РФЕС виконані з використанням методу теорії функціоналу густини (DFT) і гібридного функціоналу B3LYP з розширеним валентно-розщепленим базисним набором 6-31G (d, p). У РФЕС-спектрах O1s кожен пік може бути віднесений до певного типу атомів кисню залежно від його координаційного оточення. Заміна атомами азоту атомів кисню призводить до ускладнення спектра. Одночасне заміщення атомами азоту атомів кисню і наявність кисневої вакансії призводять до подальшого ускладнення спектра РФЕС. Розглянуто також різну будову адсорбційних комплексів молекул води на поверхні анатазу, утворених завдяки водневому зв'язку HOH...O (при цьому в спектрі РФЕС відбувається зсув на 0,05 еВ всіх піків), або координаційної зв'язку Ti...OH2. На підставі аналізу теоретичних результатів розглянуто роль різних видів дефектів в адсорбції води на поверхні анатазу. Теоретично одержані результати порівнюються з властивостями молекулярних моделей для об'єму і поверхні діоксиду титану, які існують у літературі.

  Повний текст PDF - 4.73 Mb    Зміст випуску     Цитування публікації

  Якщо, ви не знайшли інформацію про автора(ів) публікації, маєте бажання виправити або відобразити більш докладну інформацію про науковців України запрошуємо заповнити "Анкету науковця"