预测新型的微孔二氧化钛材料

【作者】 马思聪； 黄思达； 刘智攀；

【机构】 复旦大学；

【摘要】 开发新型的微孔材料是目前的研究热点。在众多的无机材料中,斜方锰矿型（R）和锰钡矿型（H）二氧化钛（TiO₂）由于具有特殊的一维孔道结构引起我们的注意。是否TiO₂与传统的硅铝分子筛一样也具有丰富的孔道结构?基于以上考虑,我们利用神经网络和随机势能面行走仔细搜索了TiO₂的势能面,发现了一系列的孔状二氧化钛结构,命名为TiO₂（Z）。TiO₂（Z）具有一维的孔道结构,孔径为5～7?,大于已知的TiO₂（R）和（H）型（3～5?）。此外,不同于目前已知的所有二氧化钛晶相,TiO₂（Z）结构中所有Ti原子均是五配位,似乎意味着其结构的不稳定。然而通过能量、动力学、热力学和机械稳定性测试,我们发现TiO₂（Z）结构能够稳定存在。TiO₂（Z）结构可以用于气体分离和作为电池的电极材料。因此,通过某种特殊的合成手段有可能合成出TiO₂（Z）结构。更多还原