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Chem. Rev綜述：Theoretical Studies on Anatase and Less Common TiO2 Phases
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題目為Theoretical Studies on Anatase and Less Common TiO2 Phases: Bulk, Surfaces, and Nanomaterials 從體相和表面性質(zhì)以及納米材料角度來開展對銳鈦礦及研究較少的其它晶相二氧化鈦的理論計算研究 作者為Filippo De Angelis †, Cristiana Di Valentin ‡, Simona Fantacci †, Andrea Vittadini §, and Annabella Selloni * Annabella Selloni graduated in physics at the University “La Sapienza” (Roma, Italy), and received her Ph.D. degree from the Swiss Federal Institute of Technology (Lausanne, Switzerland) in 1979. After a postdoc at the IBM- T.J. Watson research center in Yorktown Heights, she held positions at the University “La Sapienza”, at the International School for Advanced Studies (Trieste, Italy), and at the University of Geneva (Switzerland). In 1999 she joined the Department of Chemistry of Princeton University, where in 2008 she became the David B. Jones Professor of Chemistry. She has coauthored 250 publications, mostly in the fields of surface physics and chemistry. Her current research interests are mainly focused on metal oxide materials, surfaces and interfaces, photocatalysis, and photovoltaics. 全文共46頁，參考文獻(xiàn)421頁。 在過去幾十年中，越來越嚴(yán)重的環(huán)境和能源問題驅(qū)使大量的科研興趣集中于對異相半導(dǎo)體光催化的研究。光催化可以利用太陽光來破壞有毒分子的結(jié)構(gòu)從而修復(fù)環(huán)境；也可以選擇性合成具有特別功能的有機(jī)物；也可以用來光解水產(chǎn)氫和把太陽能轉(zhuǎn)化為電能。二氧化鈦由于具有量多、無毒以及在各種環(huán)境下高度穩(wěn)定等特點，成為了異相光催化反應(yīng)劑中研究最多的光催化劑。與之相應(yīng)的大量工作選擇從不同角度對二氧化鈦材料進(jìn)行了研究，包括從合成、表征、原子分子水平以及理論計算角度等角度對二氧化鈦的物理化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行了研究。因為此篇文章的描述對象限定于二氧化鈦的理論計算方面，所以筆者無法對二氧化鈦所有方面的工作進(jìn)行一個詳盡的描述。因此，在這篇文章中，作者幾乎完全忽略了金紅石相二氧化鈦的研究工作，因為讀者可以從其他相關(guān)的綜述文章獲取相關(guān)的知識。作者主要集中于對銳鈦礦和其它晶相的二氧化鈦的理論計算工作進(jìn)行了綜述。這篇文章中所提到的大多數(shù)研究工作都是理論計算方面的研究成果， 1. Introduction 2. Anatase Bulk: Electronic Properties 2.1. Remarks on Theoretical Methods 2.2. Band Structure 2.3. Polaronic States 2.3.1. Photoinduced Excitons and Intrinsic Polarons 2.3.2. Dopants Induced Polarons 2.3.3. Donors Induced Polarons (H and Li) 2.3.4. Surface Self-Trapped Polarons 2.4. Intrinsic Defects States 2.4.1. Oxygen Vacancies 2.4.2. Titanium Interstitials 2.4.3. Defect-Induced Ferromagnetism 2.4.4. Oxygen Interstitials 3. Anatase Surfaces: Energetics, Structure, and Reactivity 3.1. Clean Surfaces 3.1.1. Surface Energies 3.1.2. Surface Structure 3.1.3. Surface Defects 3.2. Adsorption of Small Molecules 3.2.1. Water 3.2.2. Molecular Oxygen 3.2.3. Methanol and Formic Acid 3.2.4. Water, Methanol, and Formic Acid at Step Edges on Anatase (101) 4. TIO2 Sensitization and Applications to Hybrid and Organic Photovoltaics 4.1. Dye and Coadsorbent Effects on TiO2 4.2. Insulating Metal Oxide Monolayers 4.3. Polymers’ Morphology on TiO2 4.4. Quantum Dots on TiO2 5. Modeling TiO2 Nanoparticles 5.1. Shape, Size, and Phase Stability of TiO2 Nanocrystals 5.2. Molecular Dynamics of TiO2 Nanoparticles 5.3. Electronic Structure of TiO2 Nanocrystals 6. Less Common TiO2 Phases 6.1. Three-Dimensional Systems 6.1.1. Point Defects and Doping 6.2. Surfaces 6.3. Two-Dimensional Systems: Nanolayers, Nanosheets, and Films 6.3.1. Nanosheets 6.3.2. Adsorption 6.3.3. Point Defects and Doping 6.3.4. Supported Films 6.4. One-Dimensional Systems: Nanotubes 7. Concluding Remarks master.img-000.jpg |
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2014-06-14 14:00:52, 42.66 M
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