卤化氢气体在二氧化钛表面的吸附及氧空位氧化特性研究  

A Study on Titanium Dioxide Surface Adsorption Hydrogen Halide Gas and Oxygen Vacancy Oxidation Characteristics

作　　者：朱洪强[1,2] 冯庆[1,2] 

机构地区：[1]重庆师范大学物理与电子工程学院,重庆401331 [2]重庆市光电功能材料重点实验室,重庆401331

出　　处：《中国激光》2015年第8期219-225,共7页Chinese Journal of Lasers

基　　金：国家自然科学基金(61274128);重庆市自然科学基金(cstc2014jcyj A50015);重庆市教委科学技术研究(KJ1400524)

摘　　要：采用基于密度泛函理论的第一性原理平面波超软赝势方法,研究了卤化氢气体(HX,X=F、Cl、Br)在二氧化钛表面吸附和氧空位氧化特性。计算结果显示:1)含有氧空位表面更容易吸附卤化氢气体,吸附方式为化学吸附,其中HF和HCl被表面氧空位还原,而HBr被表面氧空位氧化,吸附的稳定程度顺序为HF>HBr>HCl;2)吸附卤化氢气体分子能极大地改善二氧化钛(110)表面的光学特性(包括介电常数、吸收系数和反射率等),改善能力顺序为HF>HBr>HCl。Using the first-principles plane-wave ultrasoft pseudopotential method based on density functional theory（DFT） system, the study on titanium dioxide surface adsorption hydrogen halide gas（HX, X=F, Cl, Br） and oxygen vacancy oxidation characteristics is carried out. The calculation results show that： 1） The surface containing oxygen vacancy adsorbed hydrogen halide gas easier, whose adsorption method is chemical adsorption, among them, HF and HCl reduced by surface oxygen vacancy while HBr oxidized by surface oxygen vacancy, and the stable level of adsorption is HFHBrHCl; 2） adsorption hydrogen halide gas molecules can improve optical properties including dielectric constant, absorption coefficient and reflectivity of the TiO2（110） surface, and the order of improvement ability is HFHBrHCl.

关 键 词：材料 卤化氢 密度泛函理论 TIO2 表面吸附 

分 类 号：O469[理学—凝聚态物理]