光学气敏材料金红石相二氧化钛（110）面吸附CO分子的微观特性机理研究*

摘要：

利用光学气敏材料吸附气体,引起材料光学性质的变化来测量气体成分,是当前气敏传感研究领域的一个热点方向.本文针对光学气敏材料金红石相TiO2(110)表面吸附CO分子的微观特性进行研究,采用基于密度泛函理论(DFT)体系下的第一性原理平面波超软赝势方法,计算了表面的吸附能、电子态密度、光学性质和电荷密度的变化.结果表明：终止于二配位O原子的TiO2(110)面为最稳定表面,该表面吸附CO分子以C端吸附方式最为稳定,且氧空位浓度越高,越有助于对CO分子的吸附,吸附过程为放热.在氧空位浓度为33%时,吸附能达到1.319 eV,吸附后结构趋于更加稳定.表面吸附CO分子后,其实质是表面的氧空位氧化了CO分子, CO分子的电荷向材料表面转移.含有氧空位的表面吸附CO分子后都改善了其在可见光范围内的光学性质,但是氧空位浓度越高,改善其光吸收和反射能力越明显,光学气敏传感特性表现越显著.

关键词：光学气敏材料、金红石、CO、密度泛函理论

分类号：TQ1;TF1

资助基金：国家自然科学基金61274128,61106129;重庆市自然科学基金批准号:CSTC2013JCYJA0731资助的课题.@@@@Project supported by the National Natural Science Foundation of ChinaGrant .61274128,61106129;the Natural Science Foundation of Chongqing City, ChinaGrant . CSTC2013JCYJA0731

在线出版日期：2014-08-05（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共1页

页码：133101-1-133101-8