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Adsorción de cloro en la interfaz TiO(110)/agua: simulaciones de dinámica molecular no adiabática para la división del agua fotocatalítica

Autores: Lin, Yin-Pai; Bocharov, Dmitry; Isakovia, Inta; Pankratov, Vladimir; Popov, Aleksandr A.; Popov, Anatoli I.; Piskunov, Sergei

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2023

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Acceso abierto

Artículo científico
2023

Adsorción de cloro en la interfaz TiO(110)/agua: simulaciones de dinámica molecular no adiabática para la división del agua fotocatalítica


Categoría

Ciencias de los Materiales

Subcategoría

Materiales electrónicos, ópticos y magnéticos

Palabras clave

Cloruro
Disociación del agua
Rutilo TiO
Adátomos de cloro
Vías de separación de agua inducidas por luz
Dinámica no adiabática en estado excitado

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 20

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
El cloruro es uno de los iones más abundantes en el agua de mar, que está más disponible que el agua dulce. Debido a la falta de estados de adsorbato de HO cerca del borde del máximo de la banda de valencia (VBM), se ha informado sobre la dificultad de los incidentes de disociación del agua en la superficie de rutilo TiO, ya que la energía de excitación está alrededor de la energía del band gap de TiO. Es interesante si el cloruro adicional puede ser beneficioso para la disociación del agua o no. En este estudio, se construyen modelos de adátomos de cloro colocados en la interfaz de rutilo TiO (110)/agua utilizando métodos ab initio. Las cargas espaciales dependientes del tiempo, las longitudes de enlace de las moléculas de agua y las cargas de Hirshfeld se calculan mediante la teoría de funcionales de densidad dependiente del tiempo en tiempo real y la teoría de dinámica de Ehrenfest para investigar la dinámica no adiabática del estado excitado de la disociación del agua. Este estudio presenta dos vías de separación de agua inducidas por fotones relacionadas con el cloro y analiza el hueco fotogenerado a lo largo de las reacciones. El primer paso de la disociación del agua depende de la competencia localizada de las cargas de oxígeno entre el agua disociada y el sitio puente de TiO para transformar el agua en hidroxilo e hidrógeno mediante una fuerza impulsora inducida por fotones.

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