A first-principles study of H2O adsorption and dissociation on the SrTiO3(100) surface

离解(化学) 密度泛函理论 吸附 二聚体 化学 水二聚体 单层 化学物理 原子物理学 计算化学 分子物理学 材料科学 物理化学 分子 物理 氢键 生物化学 有机化学
作者
Beverly Brooks Hinojosa,Tim Van Cleve,Aravind Asthagiri
出处
期刊:Molecular Simulation [Taylor & Francis]
卷期号:36 (7-8): 604-617 被引量:25
标识
DOI:10.1080/08927021003762746
摘要

We use density functional theory (DFT) to examine the adsorption of H2O on the SrO- and TiO2-terminated SrTiO3(100) surface. At coverages of 0.5 monolayer (ML), we find that water preferentially binds associatively on the TiO2 termination by 0.2 eV/H2O and negligible differences in energy between associated and dissociated H2O on the SrO termination. These results are in agreement with an earlier hybrid Hartree–Fock-DFT study and the general conclusions from several experimental studies. But at coverages below 3/8 ML, our DFT calculations predict a crossover to preference for dissociative H2O on the TiO2 termination. On the SrO termination, the use of larger surface supercells (2 × 2) allows for the stabilisation of mixed adsorption configuration at 1/2 ML and subsequent decrease in coverage results in dissociative water configurations. We explored dimer configurations of molecular H2O and HO–H2O complexes at 1/4 ML coverage but these configurations are less stable than the isolated dissociated state. The energy barrier for dissociation of H2O on the TiO2 termination at 1/8 ML coverage is found to be 0.08 eV, which suggests that the dissociated state is both favoured energetically and kinetically at low coverages and temperatures. These low coverage results from our DFT study conflict with existing experimental studies and we present scenarios that can be explored both experimentally and theoretically to resolve this discrepancy.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
12完成签到,获得积分10
刚刚
1秒前
1秒前
824发布了新的文献求助10
1秒前
彭于晏应助wshengnan采纳,获得10
1秒前
杨一发布了新的文献求助10
3秒前
科研通AI6.4应助甜美靖雁采纳,获得10
3秒前
内向问旋完成签到 ,获得积分10
3秒前
Mryuan完成签到,获得积分10
4秒前
情怀应助Chnp采纳,获得30
4秒前
kkk发布了新的文献求助10
4秒前
李健应助耍酷水杯采纳,获得10
5秒前
Chouvikin完成签到,获得积分10
5秒前
一个西瓜发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
年123完成签到 ,获得积分10
6秒前
whr完成签到,获得积分10
6秒前
7秒前
Akim应助谢挽风采纳,获得10
7秒前
7秒前
9秒前
杨一完成签到,获得积分10
11秒前
12秒前
完美世界应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
研友_VZG7GZ应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
爆米花应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
12秒前
华仔应助WS采纳,获得10
12秒前
共享精神应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
酷波er应助科研通管家采纳,获得10
13秒前
13秒前
脑洞疼应助科研通管家采纳,获得10
13秒前
13秒前
13秒前
桐桐应助科研通管家采纳,获得10
13秒前
13秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
13秒前
13秒前
小蘑菇应助科研通管家采纳,获得10
13秒前
13秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Polymorphism and polytypism in crystals 1000
Relation between chemical structure and local anesthetic action: tertiary alkylamine derivatives of diphenylhydantoin 1000
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Discrete-Time Signals and Systems 610
Der Gleislage auf der Spur 500
Principles of town planning : translating concepts to applications 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 纳米技术 有机化学 物理 生物化学 化学工程 计算机科学 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 物理化学 电极 冶金 遗传学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6076094
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7907342
关于积分的说明 16350879
捐赠科研通 5214244
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2788251
邀请新用户注册赠送积分活动 1771044
关于科研通互助平台的介绍 1648446