1.Direct dissociation at adsorption ng mga molekula ng tubig
Sa mga unsaturated metal site ng metal oxides o semiconductor oxides (tulad ng Ti4+, Fe3+), ang mga molekula ng tubig ay unang adsorb sa molekular na form, na sinusundan ng cleavage ng O-H bond, na nagreresulta sa tulay o terminal hydroxyl groups (M-OH) at mga ibabaw ng hydrogen attoms. Ang thermodynamic na puwersa ng pagmamaneho ng prosesong ito ay nagmula sa malakas na acidity ng Lewis ng mga metal na ion, na ginagawang madaling ihiwalay ang mga molekula ng tubig. Ang parehong mga eksperimento at mga kalkulasyon ng DFT ay nagpapahiwatig na ang mga ibabaw na sakop na may mababang oxygen ay may posibilidad na ihiwalay at adsorb, habang ang mga ibabaw na sakop na may mataas na oxygen ay may posibilidad na mag -adsorb molekula.
2.oxygen bakante (VO) mediated hydroxyl henerasyon
Ang mga bakanteng oxygen sa ibabaw ay nagbibigay ng mga electron, na ginagawang mas madaling kapitan ng mga molekula ng tubig sa dissociation. Matapos ang mga molekula ng tubig na adsorb sa bakante, dalawang pangkat ng hydroxyl ang nabuo, na isa sa kung saan pinupuno ang bakante at ang iba pang mga hang sa katabing metal. Ipinapaliwanag ng mekanismong ito ang kababalaghan ng makabuluhang pagtaas sa density ng hydroxyl sa ilalim ng pagbabawas o mga kondisyon na may mataas na temperatura, at malapit na nauugnay sa mga pagbabago sa bilang ng mga koordinasyon ng mga metal ion.
3.Hydrogen o hydrogen atom overflow
Sa interface ng metal/oxide, ang H2 ay naghihiwalay sa metal upang mabuo ang H ⁺/H ⁻, na pagkatapos ay lumipat sa ibabaw ng metal oxide sa pamamagitan ng pag -apaw ng hydrogen at bumubuo ng mga pangkat ng hydroxyl na may oxygen sa ibabaw. Ang prosesong ito ay direktang sinusunod sa mga catalytic system tulad ng mababang-temperatura CO oksihenasyon, at ang pag-apaw ng hydrogen ay makabuluhang nadagdagan ang rate ng henerasyon ng pangkat ng hydroxyl.
4.Photocatalytic/UV sapilitan hydroxyl formation
Ang ilaw ng UV ay nakakaaliw sa mga semiconductors tulad ng TiO2 upang makabuo ng mga pares ng butas ng elektron, na kumukuha ng mga atom ng oxygen na ibabaw upang mabuo ang O ⁻, at pagkatapos ay gumanti sa mga adsorbed na molekula ng tubig o mga pangkat ng hydroxyl upang makabuo ng ibabaw oh ⁻, na sinamahan ng paggawa ng mga hydroxyl radical (· OH). Ipinakita ng mga eksperimento na ang pag -iilaw ng UV ay bumubuo ng mga karagdagang bakanteng oxygen sa ibabaw ng TiO2, na karagdagang reaksyon sa tubig upang makabuo ng mas maraming mga pangkat ng hydroxyl, na humahantong sa larawan na sapilitan na superhydrophilicity.
5. Pagbabago ng mga pangkat ng hydroxyl sa ibabaw ng aluminyo oxide
Ang isang maliit na halaga ng mga pangkat ng hydroxyl ay natural na umiiral sa ibabaw ng aluminyo oxide, at ang mga molekula ng tubig ay nagkakaisa at adsorb sa mga pangkat na hydroxyl na ito, na gumagawa ng mga bagong al-OH. Sa panahon ng pag-aalis ng atomic layer (ALD), ang TMA (trimethylaluminum) ay sumasailalim sa pagpapalitan ng koordinasyon na may mga pangkat na pang-ibabaw na hydroxyl upang mabuo ang mga bono ng al-o-al at ilabas ang mitein; Kasunod nito, ang tibok ng tubig ay muling gumanti sa mga bono ng al-O upang magbagong muli ng mga pangkat ng hydroxyl ng ibabaw, nakamit ang pagbabagong-buhay ng mga pangkat ng hydroxyl.
6.Surface Reconstruction - Ang paglipat ng metal ay humahantong sa pagsasama -sama ng hydroxyl
Sa kristal na ibabaw ng alumina o titanium oxide, ang mga lokal na metal na ion (tulad ng AL3+) ay lumipat sa mga bakanteng pang -ibabaw sa ilalim ng mataas na temperatura o mataas na hydrochemical potensyal, na bumubuo ng mga hydroxyl cluster ng Al (OH) 3 o Ti (OH) 3 na uri. Ang muling pagtatayo na ito ay sinamahan ng pagbaluktot ng lattice, na ginagawang mas kanais-nais ang adsorption ng mga pangkat ng hydroxyl sa mga katabing molekula ng tubig na mas kanais-nais, na bumubuo ng isang high-density hydroxyl base layer.
7. Ang mekanismo ng hydrolysis ng mga pangkat ng hydroxyl sa ibabaw ng silikon
Sa bono ng tulay ng Si-O-Si, ang mga molekula ng tubig ay pinagsama sa silikon na oxygen bond sa pamamagitan ng synergistic proton electron transfer, na bumubuo ng mga pangkat ng Si-OH. Ang prosesong ito ay partikular na mahalaga sa kaagnasan ng stress sa tip ng crack at ibabaw ng hydrolysis ng baso, at ang pagpapahusay ng Si-OH tensile na panginginig ng boses ay direktang sinusunod ng eksperimentong infrared spectroscopy.
