【摘 要】
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运用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理方法研究了O2和H2O单分子在ZnO(10(1-)0)表面上的吸附行为.吸附位点主要考虑了表面的Zn顶位和Zn桥位,同时也考虑了其它可能的吸附行为
【机 构】
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山西农业大学 文理学院, 太谷030801北京理工大学 化学与化工学院, 北京100081;
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运用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理方法研究了O2和H2O单分子在ZnO(10(1-)0)表面上的吸附行为.吸附位点主要考虑了表面的Zn顶位和Zn桥位,同时也考虑了其它可能的吸附行为.对于O2在ZnO(10(1-)0)表面上的吸附设计了9个模型,H2O在ZnO(10(1-)0)表面上的吸附设计了12个模型.通过形成能计算发现,O2在表面上的吸附为正值,H2O的吸附为负值.O2和H2O单分子在表面上发生分子吸附,未见解离形态.对于O2吸附最稳定的结构是O2分子与表面相邻的Zn原子形成了Znslab1-Oads1-Oads2-Znslab2桥连键.其它较为稳定的结构是Oads1原子迁移到下一个表面重复晶胞的O原子位置附近,在表面上形成了Znslab1-Oads1键,同时Oads2原子扩散至表面沟渠上方.对于H2 O吸附,不论以何种方式吸附结构都比较稳定.其中最稳定的构型是Oads迁移到下一个表面重复晶胞的O原子位置附近,形成了Znslab1-Oads键以及Oslab3-H氢键.另外较稳定的构型是Oads迁移到ZnO(10(1-)0)表面台阶上方,形成了Znslab1-Oads键以及Oslab 1-H氢键.
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