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J-GLOBAL ID：201502210412280037   整理番号：15A1171268

水性ルチルTiO₂(110)表面の還元水素化

Reductive Hydrogenation of the Aqueous Rutile TiO₂(110) Surface

著者 (4件)： CHENG Jun (Dep. of Chemistry, Univ. of Aberdeen, Aberdeen AB24 3UE, GBR) ,  LIU Xiandong (State Key Lab. for Mineral Deposits Res., Schoolof Earth Sci. and Engineering, Nanjing Univ., Nanjing 210093, CHN) ,  VANDEVONDELE Joost (Dep. of Materials, ETH Zurich,Wolfgang-Pauli-Strasse 27, CH-8093 Zurich, CHE) ,  SPRIK Michiel (Dep. of Chemistry, Univ. of Cambridge,Cambridge CB2 1EW, GBR)
資料名： Electrochimica Acta  (Electrochimica Acta)
巻： 179  ページ： 658-667  発行年： 2015年10月10日 
JST資料番号： B0535B  ISSN： 0013-4686  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： イギリス (GBR)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 半導体酸化物の水界面で,二つの二重層(空間電荷層と電気二重層)が界面近くで発達した。二重層電位が電子成分とプロトン成分を有する表面電荷密度に依存するため,電圧とpHで変化した。表面プロトン電荷密度を表面と溶液間の酸塩基平衡から求め,電子電荷は電子と正孔のトラップとして働く電子表面状態の存在により発達した。さらなる複雑化は,プロトン化と還元(または脱プロトン化および酸化)が,プロトン共役電子移動(PCET)反応によりいくつかの表面部位と連結した。これは,電極電位の変化とpHで観測した,酸化物表面の性質によって勾配変化を伴うほぼ直線関係にある(非)Nernstianの関係が原因と思われた。この問題に対処するために,著者らは,水性TiO₂表面を還元水素化するPCETエネルギーの計算に第一原理を用いて検討した。著者らの計算は,過剰な電子とプロトンが界面で化学的に相互作用せず,実際は,それらの間の結合が主に静電結合であることを示した。一方,著者らの以前の結果は,電子空孔が末端の水を介してプロトンと結合することを示した。これら二つの結果を組み合わせ,著者らは,TiO₂がカソードとアノードの電圧条件で,pHに対する電極電位の依存性が異なるという結論に達した。Copyright 2015 Elsevier B.V., Amsterdam. All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.

シソーラス用語： ルチル ,  *酸化チタン ,  カソード還元 ,  *水素化 ,  化合物半導体 ,  水 ,  多層膜 ,  空乏層 ,  電気二重層 ,  密度 ,  電圧 ,  pH【水素イオン指数】 ,  酸塩基平衡 ,  正孔 ,  キャリア捕獲 ,  脱プロトン ,  アノード酸化 ,  電子移動 ,  電極電位 ,  第一原理 ,  静電相互作用 ,  結晶面 ,  表面電荷 ,  電荷分布
準シソーラス用語： プロトン共役電子移動 ,  空間電荷層 ,  脱プロトン化 ,  表面電荷密度 ,  電荷密度

分類 (4件)： 固-液界面  (CB12050B) ,  酸化,還元  (CF02060T) ,  研究開発  (CA01040B) ,  計算機シミュレーション  (JE11000H)

タイトルに関連する用語 (4件)： ルチル ,  TiO2 ,  還元 ,  水素化