Interfacial Interaction of Titania Nanoparticles and Ligated Uranyl Species: A Relativistic DFT Investigation
Notice bibliographique
Résumé
To understand interfacial behavior of actinides adsorbed onto mineral surfaces and unravel their structure–property relationship, the structures, electronic properties, and energetics of various ligated uranyl species adsorbed onto TiO 2 surface nanoparticle clusters (SNCs) were examined using relativistic density functional theory. Rutile (110) and anatase (101) titania surfaces, experimentally known to be stable, were fully optimized. For the former, models studied include clean and water-free Ti 27 O 64 H 20 ( dry ), partially hydrated (Ti 27 O 64 H 20 )(H 2 O) 8 ( sol ) and proton-saturated [(Ti 27 O 64 H 20 )(H 2 O) 8 (H) 2 ] 2+ ( sat ), while defect-free and defected anatase SNCs involving more than 38 TiO 2 units were considered. The aquouranyl sorption onto rutile SNCs is energetically preferred, with interaction energies of −8.54, −10.36, and −2.39 eV, respectively. Energy decomposition demonstrates that the sorption is dominated by orbital attractive interactions and modified by steric effects. Greater hydrogen-bonding involvement leads to increased orbital interactions (i.e., more negative energy) from dry to sol/sat complexes, while much larger steric interaction in the sat complex significantly reduces the sorption interaction (i.e., more positive energy). For dry SNC, adsorbates were varied from aquo to aquo-carbonato, to carbonato, to hydroxo uranyl species. Longer U–O surf /U–Ti distances and more positive sorption energies were calculated upon introducing carbonato and hydroxo ligands, indicative of weaker uranyl sorption onto the substrate. This is consistent with experimental observations that the uranyl sorption rate decreases upon raising solution pH value or adding carbon dioxide. Anatase SNCs adsorbing aquouranyl are even more exothermic, because more bonds are formed than in the case of rutile. Moreover, the anatase sorption can be tuned by surface defects as well as its Ti and O stoichiometry. All the aquouranyl–SNC complexes show similar character of molecular orbitals and energetic order although differing in highest occupied molecular orbital (HOMO)–lowest unoccupied molecular orbital (LUMO) gaps and orbital energy levels, but changes can be accomplished by adding carbonato and hydroxo ligands.
Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.
Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».