The nature of interfaces and charge trapping sites in photocatalytic mixed-phase TiO2 from first principles modeling

金红石 锐钛矿 电子 化学物理 材料科学 异质结 相(物质) 密度泛函理论 光催化 价(化学) 电子结构 俘获 反应性(心理学) 带隙 纳米技术 化学 计算化学 催化作用 物理 光电子学 生态学 医学 有机化学 病理 量子力学 替代医学 生物化学 生物
作者
Juan C. Garcia,Michael Nolan,N. Aaron Deskins
出处
期刊:Journal of Chemical Physics [American Institute of Physics]
卷期号:142 (2): 024708-024708 被引量:45
标识
DOI:10.1063/1.4905122
摘要

Mixed phase rutile/anatase catalysts show increased reactivity compared with the pure phases alone. However, the mechanism causing this effect is not fully understood. The electronic properties of the interface and the relative energy of the electron in each phase play a key role in lowering the rate of recombination of electron hole pairs. Using density functional theory and the +U correction, we calculated the bands offsets between the phases taking into account the effect of the interface. Our model included several thousands atoms, and thus is a good representation of an interface between actual nanoparticles. We found rutile to have both higher conduction and valence band offsets than rutile, leading to an accumulation of electrons in the anatase phase accompanied by hole accumulation in the rutile phase. We also probed the electronic structure of our heterostructure and found a gap state caused by electrons localized in undercoordinated Ti atoms which were present within the interfacial region. Interfaces between bulk materials and between exposed surfaces both showed electron trapping at undercoordinated sites. These undercoordinated (typically four) atoms present localized electrons that could enable reduction reactions in the interfacial region, and could explain the increased reactivity of mixed-phase TiO2 photocatalyst materials.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

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
保持理智完成签到,获得积分0
刚刚
lezard完成签到,获得积分10
刚刚
感性的伟诚完成签到 ,获得积分10
1秒前
Rosaline完成签到,获得积分10
2秒前
笑点低的乐荷完成签到,获得积分10
2秒前
冷静剑成完成签到,获得积分10
2秒前
Urusaiina完成签到,获得积分10
3秒前
123完成签到,获得积分10
3秒前
kaiqiang完成签到,获得积分0
4秒前
5秒前
6秒前
wweq完成签到,获得积分10
6秒前
Hase完成签到 ,获得积分10
6秒前
upup完成签到 ,获得积分10
7秒前
tt完成签到,获得积分10
8秒前
831143完成签到 ,获得积分0
8秒前
9秒前
arisfield完成签到,获得积分10
9秒前
10秒前
单纯乘风完成签到,获得积分10
11秒前
wangyi完成签到,获得积分10
12秒前
dd发布了新的文献求助10
13秒前
const完成签到,获得积分10
14秒前
秋的账号完成签到,获得积分10
14秒前
积极的白羊完成签到 ,获得积分10
14秒前
simongao完成签到 ,获得积分10
15秒前
15秒前
小药丸完成签到,获得积分10
18秒前
T_MC郭完成签到,获得积分10
19秒前
复杂真完成签到,获得积分10
20秒前
火火完成签到,获得积分20
21秒前
xibei完成签到,获得积分10
21秒前
提莫蘑菇完成签到,获得积分10
21秒前
liuqi完成签到,获得积分10
22秒前
qqq完成签到 ,获得积分0
22秒前
三毛完成签到 ,获得积分10
22秒前
fallrain完成签到 ,获得积分10
22秒前
纪靖雁完成签到 ,获得积分10
24秒前
高大汉堡完成签到 ,获得积分10
26秒前
真的苦逼完成签到,获得积分10
26秒前
高分求助中
Principles of Economics, 11th Edition 10000
University Physics with Modern Physics, 16th edition 10000
(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
Development of a Bridge Weigh-In-Motion System: A technology to convert the bridge response to the passage of traffic into data on vehicle configurations, speeds, times of travel and weights 1000
ズームレンズの光学設計に関する研究 800
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 700
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 610
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7282488
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8903239
关于积分的说明 18834053
捐赠科研通 6953287
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3207575
关于科研通互助平台的介绍 2377861
邀请新用户注册赠送积分活动 2182761