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J-GLOBAL ID：201802252969014756   整理番号：18A1444243

ルチルTiO2ナノクラスターとウラニル相互作用の相対論的密度汎関数理論計算【JST・京大機械翻訳】

Relativistic DFT Calculations of Interaction between Rutile TiO2 Nanoparticle Clusters and Uranyl Species

著者 (4件)： Zheng Ming (黒竜江大学功能无机材料化学教育部重点実験室,化学化工与材料学院,哈爾浜 150080) ,  Zhang Hongxing (吉林大学理論化学研究所,長春,130023) ,  Yuan Fulong (黒竜江大学功能无机材料化学教育部重点実験室,化学化工与材料学院,哈爾浜 150080) ,  Pan Qingjiang (黒竜江大学功能无机材料化学教育部重点実験室,化学化工与材料学院,哈爾浜 150080)
資料名： Wuji Huaxue Xuebao  (Wuji Huaxue Xuebao)
巻： 34  号： 5  ページ： 874-882  発行年： 2018年 
JST資料番号： C2431A  ISSN： 1001-4861  CODEN： WHUXEO  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： 中国 (CHN)  言語： 中国語 (ZH)

抄録/ポイント： ルチル型TiO2ナノクラスターとウラニルの相互作用を,全電子相対論的密度汎関数理論を用いて研究した。ルチルクラスタモデル(層数と表面積のサイズを含む)が吸着ウランの複合構造、吸着作用エネルギーなどの性質に与える影響を考察し、2層、表面積が1.1nm×0.6nmであることを確定した。63個の原子を含むナノクラスター(2L-Ti15)はルチルナノ粒子の性質を合理的に記述でき、計算資源も節約できる。2L-Ti15-[(UO2)(H2O)3]2+錯体の計算結果から,ナノクラスターとウラニルの共有結合相互作用が存在することがわかった。U-Osurf結合の長さは0.2330.238nmであり,U-O距離の範囲内にあることが分かった。気相条件下で、ナノクラスターのウラニル吸着反応は発熱過程(-3.02eV)であり、溶媒媒質環境の影響を考慮すると、反応には少量のエネルギー(0.16eV)を吸収する必要がある。U-Osurf結合のエネルギー分解により、ナノクラスターとウラニルの化学結合作用は軌道相互作用主導の(94%を占める)であり、その静電引力はPauli排除よりやや大きいことが分かった。電子密度に基づくQTAIM(quantumtheoryofatomsinmolecule)の分析で、以下のことが明らかになった。U-Osurf作用はイオンと共有結合間の配位結合であり,その強度は複合体中のU-OH2結合作用より強かったが,U=O結合より弱かった。波動関数分析により、ナノクラスターからのO(2p)はHOMO軌道に貢献し、σ(U=O)の結合性質が混在し、LUMO軌道はTi(3d)修飾のU(5f)性質であることが分かった。錯体のHOMO-LUMOバンドギャップは2.40eVで,吸着前のナノクラスター半導体粒子の3.35eVより狭くなった。吸収スペクトルの角度から言えば、複合物体系は可視光領域でより強い集光性能を持つ。Data from Wanfang. Translated by JST.【JST・京大機械翻訳】

シソーラス用語： *相互作用 ,  *ルチル ,  吸収スペクトル ,  バンドギャップ ,  *密度汎関数法 ,  共有結合 ,  配位結合 ,  錯体 ,  ナノ粒子 ,  *ナノクラスタ ,  LUMO ,  吸着 ,  イオン ,  HOMO ,  複合体

著者キーワード (5件)： rutile TiO2 nanoparticle clusters ,  uranium contaminant ,  adsorption interaction nature ,  electronic structures ,  relativistic DFT

分類 (2件)： 配位化合物一般  (CE01010G) ,  第11族,第12族元素の錯体  (CE01050Y)

タイトルに関連する用語 (5件)： ルチル ,  TiO2 ,  ナノクラスター ,  相互作用 ,  密度汎関数理論計算