Механізм протонування молекул аміаку на природно окисленій поверхні кремнію

Abstract

Методом функціоналу густини з потенціалом B3LYP і базисом 6-311++g(d, p) у кластерному наближенні досліджено протонування молекули аміаку в присутності кількох (1-5) молекул води на гідроксилованій поверхні β-кристобаліту. Показана важлива роль поверхневих ОН-груп та молекул H2O у цьому процесі. Енергія, необхідна для протонування аміаку, спадає при збільшенні кількості адсорбованих молекул H2O поблизу молекули NH3, і протонування стає енергетично вигідним, коли адсорбовані молекули води утворюють більше одного шару. Протонуванням молекул NH3 можна пояснити зарядження природної поверхні Si при адсорбції вологих парів аміаку.

Методом функционала плотности с потенциалом B3LYP и базисом 6-311++g(d, p) в кластерном приближении исследовано протонирование молекулы аммиака в присутствии нескольких (1-5) молекул воды на гидроксилированной поверхности β-кристобалта. Показана важная роль поверхностных ОН-групп и молекул H2O у этом процессе. Энергия, необходимая для протонирования аммиака, уменьшается при увеличении числа молекул H2O, адсорбированных поблизости молекулы NH3, и протонирование становится энергетически выгодным, когда молекулы воды адсорбированы более чем в один слой. Протонированием молекул NH3 можно объяснить заряжение естественной поверхности Si при адсорбции влажных паров аммиака.

The protonation of a single ammonia molecule in the presence of several (1-5) water molecules on the surface of the hydroxylated β-cristobalite surface was studied by means of density functional method with the potential B3LYP using 6-311 ++ g (d, p) basis set in the cluster approximation. The important role of surface OH-groups and H2O molecules in this process is shown. The energy required for the ammonia molecule protonation decreases with the number of adsorbed H2O molecules in the vicinity of this molecule, and the protonation becomes energetically favorable when the adsorbed water molecules form more than one layer. The phenomenon of Si natural surface charging in wet ammonia vapors can also be explained by protonation of NH3 molecules.