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材料学院科研动态第一期

最近，《Journal of Physical Chemistry C》以研究论文（Research article）形式发表了我校材料科学与工程学院能源与环境材料系杨懿博士的最新研究成果。

一、论文主要内容论文题目

《Origin of H2 Formation on Perfect SrTiO3(001) Surface: A First-principles Study》

DOI: 10.1021

通讯作者及第一作者：

第一作者：杨懿；通讯作者：梁彤祥教授（共同通讯）；合作者：福建物质结构研究所的程文旦研究员。

论文摘要：

21世纪是氢能世纪，水分解制氢和氧是科学界的热点研究课题。研究表明，钛酸锶（SrTiO3）可以用于光催化分解水，但是水在钛酸锶晶体表面是怎样分解的？至今还存在很多争议的解释。我院年轻教师杨懿利用第一性原理从原子水平对此进行了分析研究，研究结果对于丰富水分解理论、优化材料结构提高材料性能具有重要意义。

本文通过基于密度泛函理论（DFT）的第一性原理计算，系统地研究了氢原子在SrTi03（001）表面的饱和吸附，以了解H2在这种表面上的形成机理。研究发现，在较低覆盖度情况下，H原子倾向于吸附在O原子位点上；较高覆盖度时，H原子吸附在Ti上更有利。进一步研究发现，O原子上的H和Ti原子上的H倾向于聚合，形成H2分子。通过Bader电荷和电子结构计算证实，Ti原子上吸附的H，带负电荷，在形成H2过程中起关键作用。本文计算的H覆盖度和表面电子密度，与实验结果吻合。我们的研究结果提供了，一个H2分子如何在完整的SrTiO3（001）表面形成的图像，同时，也有助于进一步研究更复杂的氧化物表面上的析氢机理。

△ H原子吸附在以TiO2为断面的SrTi03（001）面上，倾向于聚合形成H2，导致表面上的H饱和覆盖仅为0.5 H/单胞表面，远低于预期的3.0 H/单胞表面。

《Journal of Physical Chemistry C》期刊简介

The Journal of Physical Chemistry C (Nanomaterials, Interfaces, and Hard Matter) publishes original experimental and basic research targeted to scientists in physical chemistry of nanoparticles, and nanostructures, surfaces, interfaces, and catalysis, electron transport, optical and electronic devices, and hard matter; and energy conversion and storage.

Language：English

Impact Factor：4.484

论文链接：https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.jpcc.8b03685

-材料学院团委宣传部-

来源 / 杨懿

整理排版 / 祝绳健

责任审核 / 漆小鹏

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