A First-principles study of water adsorption at step edge on rutile TiO<sub>2</sub>(110) surface

Abstract

TiO 2 作为一种重要过渡金属氧化物, 因其表面 的化学性质, 在许多领域都引起了人们的广泛关注, 如光催化、电化学、化学涂料、防腐蚀等 [9,10] . 随着 新能源的开发利用, TiO 2 在光催化分解水产氢方面具 有广阔的发展前景 [11] , 因此人们对水在 TiO 2 (110)表 面的吸附做了大量的实验与理论研究, 其中一个主 要的研究问题是关于水在 TiO 2 (110)表面的吸附模式. 大量实验研究结果表明, 水在无缺陷的 TiO 2 (110)清 洁表面是以分子吸附模式存在的 [1216] . 而理论计算 结果却存在较大差异, 一些工作表明分子吸附模式 比较稳定, 另外一些则表明解离吸附模式比较稳定. 因此, 有人认为理论计算结果与所选择的计算参数 有密切的关系, 尤其与水的吸附率、基底的厚度以及 泛函的选取等有关 [1726] . 而实际情况中, TiO 2 (110)表 面 一 般 都 会 存 在 缺 陷 . 实 验 结 果 [2732] 和 计 算 结