【摘 要】
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基于密度泛函理论的第一性原理从头算方法,建立金红石Ti O2（100）表面吸附模型,计算了吸附能、电荷密度、态密度等参数,研究了加C促进TiO2氯化反应过程的行为机制。结果表明,Cl2单独在TiO2（100）表面吸附的过程为物理吸附,C和Cl2同时在TiO2（100）表面吸附的过程为化学吸附,加入C原子会促进Cl2解离及C?Cl键或Ti（5c）?Cl键的形成,含有C?O（2c）键的体系的稳定性高于
【基金项目】
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国家自然科学基金资助项目（编号：51674052; 91634106）； 重庆市基础研究与前沿技术研究计划项目（编号：cstc2018jcyj AX0003）；
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基于密度泛函理论的第一性原理从头算方法,建立金红石Ti O2（100）表面吸附模型,计算了吸附能、电荷密度、态密度等参数,研究了加C促进TiO2氯化反应过程的行为机制。结果表明,Cl2单独在TiO2（100）表面吸附的过程为物理吸附,C和Cl2同时在TiO2（100）表面吸附的过程为化学吸附,加入C原子会促进Cl2解离及C?Cl键或Ti（5c）?Cl键的形成,含有C?O（2c）键的体系的稳定性高于含C?O（3c）的体系。C原子能够与O（2c）或O（3c）成键,削弱了Ti（5c）?O（2c）键的强度,使解离后的Cl原子更倾向于与TiO2（100）表面Ti（5c）成键或C原子成键,体系内Ti（5c）?Cl键的数量对体系的稳定性有一定影响。当体系存在一个解离后的Cl原子游离在真空层中,另一个Cl原子与C原子成键,体系的吸附能最高,为?5.25 eV,稳定性最低;当两个Cl原子分别与Ti（5c）和C形成Ti（5c）?Cl键和C?Cl键时,体系的吸附能为?6.75 eV;当两个Cl原子与表面Ti（5c）均形成Ti（5c）?Cl键时,体系的吸附能最低,为?7.78 eV,结构最稳定,此时该结构体系中C和O（2c）成键作用最强,更多的电子转移到Cl原子周围。表明加入C可削弱Ti?O键合结构,同时形成C?O（2c）双键,促使Cl2解离并在TiO2（100）表面吸附反应,对促进TiO2氯化反应进程发挥重要作用。
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