Квантовохимическое исследование адсорбции кластера Ag2 на поверхности TiO2 (110): Сравнение кластерной и периодической моделей

Abstract

The study of adsorption of silver dimer on a rutile (110) surface has been carried out using DFT within both cluster and periodic models. The obtained data show that the interaction of silver dimers can be realized both with bridging chain oxygen atoms of substrate and with atoms located in the hollows between chains. The adsorption of Ag2 in hollow is characterized by the positive magnitudes of energy according to periodic model, on the other hand the optimization of the geometry of similar structures within the cluster model leads to desorption or dissociation of silver dimer. Considering the experimental data we can conclude that the periodic model is more preferable for studying of the Ag/TiO2 systems. = Исследование адсорбции димера серебра на поверхности рутила (110) в рамках кластерной и периодической моделей показали, что взаимодействие серебра осуществляется как с мостиковыми цепочечными атомами кислорода подложки, так и с атомами, расположенными в углублении между цепочками. Согласно кластерной модели при адсорбции Аg2 над мостиковыми атомами О(2к) происходит частичный перенос заряда от кластера Аg2 к подложке за счет взаимодействия разрыхляющей молекулярной орбитали (МО) кластера с занятыми орбиталями атомов кислорода. Положительные значения энергии связи Аg2 с поверхностью рутила при адсорбции в углублении получаются лишь в случае периодической модели. Согласно этой модели адсорбция Аg2 в углублении сопровождается частичным переносом заряда от кластера к подложке, вероятнее всего, вследствие взаимодействия связывающей МО Аg2 с орбиталями атомов подложки. Принимая во внимание имеющиеся экспериментальные данные, можно сделать вывод, что периодическая модель является более предпочтительной для исследования систем Ag/TiO2.