摘要

二氧化钛纳米颗粒作为一种光催化剂,目前已经得到了广泛的应用,但是对于光催化反应的理解,尤其是在原子水平上,还明显不足,如TiO2纳米颗粒的几何结构与光催化反应活性的构效关系。本文主要介绍了我们课题组在TiO2裂解水的一些理论研究进展。通过周期性密度泛函以及周期性连续介质模型的理论计算,我们研究了水析氧反应(OER)的机理,得出了反应的决速步骤是失去第一个质子的过程,同时研究了不同纳米颗粒对该决速步骤的影响。研究指出,TiO2纳米颗粒的热力学平衡构型在1—30nm内会受到其颗粒尺寸的显著影响;尖的TiO2纳米颗粒比扁的颗粒具有更高的OER反应活性。综合以上两个因素,最终导致了光催化反应的形态依赖...