《表2 迪美唑在TiO2 (101) 晶面上反应过程中各驻点的构型参数 ()》

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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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当TiO2受到大于其禁带宽度能量的光子照射后，激发产生电子和空穴，电子有强还原性，空穴有强氧化性，一些电子和空穴分离并迁移到光催化剂表面的不同位置，电子将吸附在TiO2表面的O2还原为O2–，空穴将吸附在催化剂上的H2O氧化为OH自由基，抗生素分子即可被活性物质O2–和OH自由基降解[38].咪唑环的开环是研究迪美唑类抗生素降解的重要环节[14]，开环反应中包含咪唑环上N–C键断裂和质子转移两个步骤[16].为了探究迪美唑在TiO2（101）和（001）晶面上的开环反应机理，我们设计了两条反应路径，并研究了溶剂化影响.本文分别从上述研究迪美唑在TiO2（101）和（001）晶面上吸附的稳定结构出发，选取最稳定的A3和a5作为开环反应的起始物，起始物受到催化剂表面OH自由基进攻后，转化成Re和Re*.在形成中间体Re和Re*的过程中，C（2）–N（1）键增长，所以我们认为迪美唑开环降解位置在咪唑环上C（2）–N（1）的断裂.在反应通道I中，首先是断裂C（2）–N（1）键，然后羟基上的H（1）原子转移到咪唑环的N（3）原子上，在迪美唑C（2）原子处形成烯醇式结构，此后羟基上的H（1）原子直接向N（3）原子转移时会经过一个四元环结构的过渡态，最后形成产物；反应通道II首先是羟基上的H（1）原子经过一个四元环过渡态转移到咪唑环的N（3）原子上，然后C（2）–N（1）键断裂形成产物，我们优化所得的反应各驻点构型参数列于表2中，反应结构图见图6.