锐钛矿型TiO2羟基化表面与H2O相互作用的分子动力学研究

• 作者: 桑丽霞 王军 陈平方 雷蕾
• 来源期刊: 北京工业大学学报
• 学科: 化学
• 关键词: 锐钛矿型TiO2 水 羟基化表面 吸附 扩散 界面性质
• 年，卷（期）: 2020,（2）
• 所属期刊栏目: 研究论文
• 页码范围: 180-190
• 页数: 11页
• 分类号: O647.32
• 字数: 6732字
• 语种: 中文
• DOI: 10.11936/bjutxb2018070010

摘要

利用经典分子动力学对锐钛矿型TiO2(101)/(001)羟基化表面与水分子的相互作用进行模拟计算,分析得到表面羟基对TiO2-H2 O界面性质的影响.首先,通过TiO2表面钛、氧原子与水中氧、氢原子间的径向分布函数及键长验证得到,所建羟基化TiO2(101)/(001)模型和力场能够很好地模拟TiO2-水体系的结构和相关特性.由分子动力学快照图可知,TiO2表面的O2c吸附位在羟基化前后不发生改变,而完整表面原有的Ti5c吸附位被表面羟基中的氢原子取代.羟基化表面的水分子以氢键作用吸附于TiO2表面引起界面电荷转移,根据水分子密度分布可知TiO2-H2 O界面形成内亥姆霍兹层、外亥姆霍兹层和体相3个分层结构.与完整表面比较,羟基使TiO2(101)表面内、外亥姆霍兹层均变窄,而TiO2(001)表面仅内亥姆霍兹层变窄.对水分子的扩散性质和平均速度分布进行分析,相对于TiO2(101)羟基表面,TiO2(001)羟基表面结构更有利于水分子沿表面法线方向移动.最后,由水的电荷密度分布函数得到,表面羟基使得TiO2(101)和(001)表面的电荷波动加剧,正、负电荷密度分布极值的绝对值明显增加.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	桑丽霞	北京工业大学环境与能源工程学院传热强化与过程节能教育部重点实验室及传热与能源利用北京市重点实验室	22	81	7.0	8.0
2	雷蕾	北京工业大学环境与能源工程学院传热强化与过程节能教育部重点实验室及传热与能源利用北京市重点实验室	10	69	5.0	8.0
3	陈平方	北京工业大学环境与能源工程学院传热强化与过程节能教育部重点实验室及传热与能源利用北京市重点实验室	1	0	0.0	0.0