| 초록 |
TiO2는 산화력이 매우 크면서도 안정한 물질이고, 인체에 무해하여 산화반응을 동반하는 광촉매나 연료전지 분야에서 효율 향상을 위한 촉매로써 널리 사용되고 있다. 고효율의 TiO2 촉매를 설계하기 위한 한 방법으로 금속 도핑이 사용될 수 있는데, 이는 산화반응의 활성을 높이는데 중요한 역할을 할 수 있다. 우리는 Density functional theory (DFT) 계산을 사용하여 anatase TiO2(101) 위에서 Ti를 같은 주기의 Cr, Co, Mn, Fe, Ni 등으로 도핑하여 CO의 CO2로의 산화반응의 반응성을 비교하였다. 이를 통해 도핑이 CO 산화의 반응성을 증가시킬 수 있음을 확인하였고, 도핑 시 TiO2(101)에서 CO 산화반응의 주된 메커니즘으로 알려진 Mars-van Krevelen 메커니즘을 전부 조사하지 않아도, 그 반응성을 쉽게 예측할 수 있는 인자(descriptor)를 발견하였다. 이러한 원리는 TiO2(101)의 CO 산화반응의 활용이나 설계에 있어서 도움이 될 것이고, TiO2 위에서의 다른 촉매화학반응에도 적용될 수 있을 것이다. |
