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文檔簡介
1、甲醛作為影響人們身體健康的有害物質(zhì)之一，給人們的帶來了許多危害，開發(fā)降解甲醛且不造成二次污染的催化劑是當(dāng)前研究的主要課題。TiO2以其光化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、無毒、價廉、催化活性高等優(yōu)點，在治理污水、降解有機物、凈化空氣、自清潔、殺菌等方面得到廣泛的應(yīng)用。
光催化劑TiO2具有較寬的帶隙，對太陽光的利用率較低，在實驗中對光的利用率及TiO2在哪個表面吸附CH2O才是穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)遇到了困難，本文采用基于第一原理的Materials S
2、tudio程序的Castep(Cambridge Serial Total Energy Package)模塊系統(tǒng)的對金紅石型TiO2和銳鈦礦型TiO2吸附CH2O前后最佳吸附方式及對氟摻雜銳鈦礦TiO2的空間結(jié)構(gòu)、電子結(jié)構(gòu)等進行了理論探索。
首先對銳鈦礦型TiO2(001)、(110)和(100)晶面結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)(001)晶面能量最低。通過對甲醛吸附到(001)面的6種初始猜測方式的幾何優(yōu)化，發(fā)現(xiàn)從甲醛H-C-O側(cè)面吸附方
3、式為最穩(wěn)定的吸附方式，吸附能最大，發(fā)生了化學(xué)吸附。吸附后甲醛中C-H鍵變?nèi)酰I長增加，C-O鍵增強，鍵長縮短。甲醛中C原子與鄰近層Ti和O原子間電子云發(fā)生重疊，有新的Ti-O和Ti-C鍵生成。吸附前后銳鈦礦型TiO2(001)能隙從2.6 ev降低為2.5 ev，光催化吸收波長從476nm增加到495 nm。
詳細研究金紅石型TiO2的(001)、(100)、(110)表面，計算分析了電荷密度、態(tài)密度圖、能帶結(jié)構(gòu)。發(fā)現(xiàn)(1
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