高等学校化学学报 ›› 2013, Vol. 34 ›› Issue (7): 1673.doi: 10.7503/cjcu20130024
薛倩倩1, 何广智2, 夏树伟1, 潘纲2
XUE Qian-Qian1, HE Guang-Zhi2, XIA Shu-Wei1, PAN Gang2
摘要:
采用密度泛函理论(DFT)B3LYP方法对全氟辛烷磺酸(PFOS)在锐钛型TiO2表面的化学吸附和物理吸附行为进行了研究, 其中化学吸附包含双齿双核(BB)和单齿单核(MM)在内的4种可能的吸附构型. 吸附能(Eads)及反应吉布斯自由能(ΔGads)的计算结果表明, PFOS分子易于与TiO2表面发生氢键作用吸附; 化学吸附表现为PFOS分子与TiO2表面的水分子(H2O)和羟基(-OH)反应, 且与取代-OH相比, H2O取代相对更容易发生, 其中, MM1构型(取代一个表面水分子)为化学吸附中的优势构型. PFOS在锐钛矿表面吸附的热力学稳定性和反应自发性顺序如下: H-Bonded(氢键吸附)>MM1(取代一个表面水分子)>BB1(取代两个表面水分子)>MM2(取代一个表面羟基)>BB2(取代一个表面水分子和一个表面羟基). 成键结构分析表明, TiO2表面H2O/-OH官能团与PFOS上的磺酸基之间形成了中等强度的氢键; 在化学吸附过程中, 电荷从PFOS分子向TiO2表面发生转移, 生成Ti—O—S化学键, 电荷转移主要来自PFOS分子的O和F原子.
中图分类号:
TrendMD: