水分子与金属氧化物的作用引起了大家广泛的兴趣。研究发现水在一些金属氧化物表面以分子形式吸附,而在另一些表面全部分解或者部分分解。对引起水分子不同吸附行为的原因还存在争议。通常认为分子间作用力决定水的吸附状态,然而这种作用不能解释低覆盖度下水的不同吸附行为。因此,很有必要去寻找另外的驱动力。根据表面氧2p能级相对块体价带顶的位置,氧化物表面分为三类。第一类为表面氧2p能级低于块体价带顶,第二类为表面氧2p能级高于块体价带顶,第三类为表面氧2p能级位于块体价带顶附近。我们前期工作发现表面氧2p能级相对价带顶的位置对确定水的吸附形式至关重要,这是因为水分解时其表面氧2p能级显著降低。本项目通过对包括水的分子吸附、全部分解和部分分解在内的主要吸附状态进行研究,我们期望找到金属氧化物表面氧2p能级相对块体价带顶的位置对水吸附状态的影响。本项目对预测水的吸附行为有用,进一步的研究工作将十分必要。
英文主题词Water Adsorption;Metal Oxide Surfaces;First-Principles Calculations;Electronic Structure;Reaction Barrier