不同取代基巯基偶氮苯甲酸TiO_2光催化降解的密度泛函理论研究.pdfVIP

第 30卷 第7期 催 化 学 报 2009年 7月 Vb1．30 N0．7 ChineseJournalofCatalysis July 2009 文章编号：0253．9837(2009)07—0654—05 研究论文：654～658 不同取代基巯基偶氮苯甲酸TiO2光催化降解的密度泛函理论研究 罗世霞 ，张思亭 ，张笑一 ，朱淮武 ，胡继伟2 卫 钢。 贵州师范大学化学与材料科学学院，贵州贵阳550001 贵州师范大学贵州省 山地环境信息系统和生态环境保护重点实验室，贵州贵阳550001 联邦科学与工业研究组织材料科学与工程分部，林德菲尔德，新南威尔士州2070，澳大利亚 摘要 ：以TiO2为光催化剂 ，对含六种不 同取代基 的巯基偶氮苯 甲酸进行 了光催化降解实验 ，并采用量子化学密度泛 函理论 B3LYP6／—31G 计算 了巯基偶氮苯甲酸 的电子结构，研究了巯基偶氮苯 甲酸中推、拉电子取代基对其光催化降解活性的影响． 结果表明，拉 电子基 (一COOH或-SO3H)的弓I入使巯基偶氮苯 甲酸 的偶极矩增大，绝对 电负性减小，最高 占有轨道能量升高， HOMO—LUMO能隙和C—N键的键级降低，从而提高了巯基偶氮苯 甲酸的光催化降解活性，而分子中推 电子基团的影响则相反． 关键词：巯基偶氮苯甲酸；光催化降解；电子结构；取代基 中图分类号：0643 文献标识码 ：A DensityFunctionalTheoryStudyonthePh0t0catalyticDegradationof M ercapto-AzobenzeneCarboxylicAcidswithDifferent SubstituentsCatalyzedbyTiO2 LUOShixia，ZHANG Siting ，ZHANG Xiaoyi。’ZHU Huaiwu，HU Jiwei，W EIGang。 ， SchoolofChemistryandMaterialsScience，GuizhouNormalUniversity,Guiyang550001，Guizhou，China GuizhouProvincialKeyLaboratoryforInformationSystemofMountainousAreasandProtectionofEcologicalEnvironment, GuizhouNormalUniversiyt,Guiyang550001，Guizhou，China CSIROMaterialsScienceandEngineering，Lindfield,NewSouthWales2D Australia Abstract：Thephotocatalyticdegradationofmercapto—azobenzenecarboxylicacidswithdifferentsubstituentsoverTiO，photocatalystwas investigatedusingthedensityfuncfionaltheoryB3IYP／6—31G bvcalculatingtheirelectronicstructuralchanges．Thecalculationresults showedthatwiththeinrtoductionofanelectron—withdrawinggroupf—=O0Hor—SO3H)．htedipolemomentofhtemoleculeincreasednad theabsoluteelectronegativitiesdecreasedwhilethee