《表1 迪美唑在TiO2晶面吸附能 (eV)》

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《迪美唑在光催化剂TiO_2表面吸附特征及降解机理的理论研究》

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我们优化了迪美唑分子结构以及TiO2（101）和（001）稳定晶面，并基于LAMMPS分子动力学结构弛豫和DFT进一步结构优化，得到了迪美唑在TiO2（101）和（001）晶面上5种稳定吸附构型，如图2和3所示.此计算得到的吸附能和吸附能隙列于表1中.迪美唑在Ti O2的吸附构型均为多位点吸附.咪唑环上的N（3）原子和C（5）原子上所连硝基氧原子能吸附在TiO2（101）表面五配位的Ti（5）原子上，C（2）和N（1）所连甲基上的H原子以及C（4）上的H原子能与TiO2（101）晶面二配位的O（2）原子形成氢键，Zhang等[35]研究了染料/TiO2界面吸附，发现吸附过程中氢键作用增加了染料聚集物在TiO2表面的稳定性.Li等[36]的研究表明，胶原、聚乙烯吡咯烷酮与TiO2之间的氢键能增强纳米复合支架的稳定性.由此可见，氢键的形成能够增加吸附构型的稳定性.迪美唑在TiO2（101）晶面上的5种稳定吸附结构中，并没有发现其与三配位的O（3）原子形成氢键，说明TiO2（101）晶面O（2）原子比O（3）原子活性更强.此外由于迪美唑分子与TiO2表面的相互作用，使得TiO2表面的某些键长发生变化.TiO2（001）表面的吸附情况与（101）晶面类似.咪唑环上硝基的氧原子也能吸附在TiO2（001）晶面五配位的Ti（5）原子上，N（1）和C（2）所连甲基上的H原子，以及C（4）上的H原子能与TiO2（001）晶面二配位的O（2）原子和三配位的O（3）原子形成氢键，与TiO2（001）晶面二配位的O（2）形成的氢键键长更短，可能会增强迪美唑分子与Ti O2（001）晶面的相互作用.