TiO2表面吸附三氟乙酸的密度泛函理论研究

摘要：

探求全氟羧酸（PerfluorinatedCarboxylicAcids，PFCAs）的降解方法及其降解机理是当前亟待解决的问题．基于密度泛函理论的MaterialsStudio（MS）程序包中的CASTEP计算程序，优化了锐钛矿TiO2（101），（001），（110），（210）；金红石Ti02（110），（001），（101），（210）和板钛矿Ti02（210），（101），（001），（110）晶面的几何结构，结果发现锐钛矿（101）晶面、金红石（110）晶面和板钛矿（210）晶面的能量最低，为最稳定的吸附面．对在最稳定三种TiO2吸附面上吸附三氟乙酸（TrifluoroaceticAcid，TFA）的18种吸附方式优化结构的吸附能计算表明，TFA被垂直吸附在板钛矿型TiO2（210）表面且羧基端H被Ti原子吸附的吸附方式吸附能最大，吸附结构最稳定，为TFA在TiO2表面吸附的最佳方式．分态密度计算表明，板钛矿（210）面与TFA间存在弱的共价相互作用，吸附后其表面结构的带隙因TFA中的O和F的2p轨道进入，带隙由吸附前的3．06eV降低到吸附后的2．80eV,光催化吸收波长由吸附前的385nm增加到吸附后的443nm，提高了可见光的吸收效率．

关键词：CASTEP、二氧化钛、三氟乙酸、吸附、密度泛函

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分类号：O641.121(物理化学（理论化学）、化学物理学)

资助基金：项目受国家自然科学基金21063009;内蒙古自然科学基金2012MS0218;内蒙古人才基金

在线出版日期：2012-12-01（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：2049-2058