基于DFT的氮参杂TiOsub2_sub%28101%29检测CSsub2_sub的气敏特性研究.pdf

Advances in Analytical Chemistry 分析化学进展分析化学进展,2023,13(2),190-202 Published Online May 2023 in Hans.https:/www.hanspub.org/journal/aac https:/doi.org/10.12677/aac.2023.132023 文章引用文章引用:严雯,廖泽伟,李庆生.基于DFT的氮参杂TiO2(101)检测CS2的气敏特性研究J.分析化学进展,2023,13(2):190-202.DOI:10.12677/aac.2023.132023 基于基于DFT的氮参杂的氮参杂TiO2(101)检检测测CS2的的 气敏特性研究气敏特性研究 严严 雯雯1,2，廖泽伟，廖泽伟2，李庆生，李庆生3 1贵州电网公司贵阳供电局，贵州 贵阳 2贵州大学电气工程学院，贵州 贵阳 3贵州电网公司电网规划研究中心，贵州 贵阳 收稿日期：2023年4月24日；录用日期：2023年5月14日；发布日期：2023年5月25日 摘摘 要要 SF6具有非常优良的灭弧和绝缘性能，因此在电气设备中被广泛应用。通过检测具有非常优良的灭弧和绝缘性能，因此在电气设备中被广泛应用。通过检测SF6分解组分和浓度可以分解组分和浓度可以预防气体绝缘组合电器的内部绝缘缺陷，然后再对整个设备的运行情况和绝缘状态进行一个总体的评估，预防气体绝缘组合电器的内部绝缘缺陷，然后再对整个设备的运行情况和绝缘状态进行一个总体的评估，避免因内部的绝缘缺陷导致气体绝缘组合电器发生突发性故障。本文避免因内部的绝缘缺陷导致气体绝缘组合电器发生突发性故障。本文基于第一性原理，利用基于第一性原理，利用Material Studios，探究，探究SF6局部放电特征分解气体组分之一局部放电特征分解气体组分之一CS2分子，在分子，在N-TiO2上的吸附特性上的吸附特性(吸附距离、电荷转吸附距离、电荷转移量、态密度、前沿分子轨道等移量、态密度、前沿分子轨道等)。初步确立了。初步确立了N-TiO2晶体吸附晶体吸附CS2分子能力的强弱与被吸附的分子数量分子能力的强弱与被吸附的分子数量关系不大，并且关系不大，并且CS2吸附吸附N-TiO2的整个过程都是吸收能量，对的整个过程都是吸收能量，对研制相应的智能电网研制相应的智能电网SF6局部放电特征分解局部放电特征分解组分气敏传感器具有重要的工程和科学意义。组分气敏传感器具有重要的工程和科学意义。关键词关键词 N-TiO2，SF6，吸附吸附，第一性第一性 Study on Gas Sensing Characteristics of Nitrogen Doped TiO2(101)Detection of CS2 Based on DFT Wen Yan1,2,Zewei Liao2,Qingsheng Li3 1Guiyang Power Supply Bureau of Guizhou Power Grid Co.,Ltd.,Guiyang Guizhou 2School of Electrical Engineering,Guizhou University,Guiyang Guizhou 3Power Grid Planning Research Center of Guizhou Power Grid Corporation,Guiyang Guizhou Received:Apr.24th,2023;accepted:May 14th,2023;published:May 25th,2023 严雯 等 DOI:10.12677/aac.2023.132023 191 分析化学进展 Abstract SF6 has very good arc extinguishing and insulating properties,so it is widely used in electrical equipment.By detecting the SF6 decomposition components and concentration,the internal insu-lation defects of the gas-insulated combined electrical appliance can be prevented,and then a comprehensive assessment of the operation and insulation status of the entire equipment can be performed to avoid sudden occurrence of gas-insulated composite appliances due to internal in-sulation defects Sexual failure.Based on the first principle,this paper uses Material Studios to ex-plore the adsorption characteristics(absorption distance,charge transfer amount,state density,frontier molecular orbital,etc.)of CS2 molecules,one of the gas components of SF6 partial discharge,to decompose one of gas components.It is preliminarily established that the strength of the ability of N-TiO2 crystals to adsorb CS2 molecules has little to do with the number of molecules adsorbed,and the entire process of CS2 adsorption of N-TiO2 is to absorb energy.The gas sensor has impor-tant engineering and scientific significance.Keywords N-TiO2,SF6,Adsorption,First-Principles Copyright 2023 by author(s)and Hans Publishers Inc.This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License(CC BY 4.0).http:/creativecommons.org/licenses/by/4.0/1.绪论绪论 检测检测 SF6分解组分的意义及原理分解组分的意义及原理 SF6因为其灭弧和绝缘性能相较于其他气体更加出色，所以被大量的运用在一些电气设备当中。气体绝缘组合电器(Gas Insulated Switchgear,GIS)就是将各种电气设备封装到一个带有接地装置的金属容器中，其外壳主要是由铝合金制造，用铝合金制造的外壳不仅可以增强其抗腐蚀的能力，而且可以降低电气设备本身的重量。GIS 设备使用 SF6作为其绝缘和灭弧介质，充入 SF6的量约为 0.40.6 MPa，GIS 设备具有许多其他电气设备所没有的优点，如体积和重量都比较小，这使得其占地面积更小，GIS 设备的占地面积仅仅达到户外变电站的 30%，这可以非常有效的解决我国建筑用地紧张的问题。不仅如此，其安全可靠系数高。GIS 设备密封性很强，绝缘性能几乎不随外界环境条件的变化而变化，以 SF6作为绝缘介质其灭弧性能也很优异，当 GIS 设备内部发生开合闸时，电弧可以再非常短的时间内被熄灭，防止GIS 设备内部的电弧重新燃烧，增强电力系统在输变电环节的安全可靠性1。GIS 设备具有稳定可靠、体积小、重量轻等优点，这也使得其日渐成为了电力系统输变电的重要组成成分，无论在国内还是国外都被广泛应用于电力传输，伴随着电力系统输变电环节技术的革新进步，投入运行的 GIS 设备的数量也是越来越多，GIS 在电力传输环节的地位也是水涨船高。伴随着越来越多的 GIS 设备的使用，同时也凸显了以 SF6为绝缘介质的 GIS 设备的绝缘缺陷，其在早期投入使用的过程中很难发现，但是 GIS 设备在长时间工作中也加快了其内部绝缘介质 SF6老化的速度，伴随着使用时间的不断增加，并可能导致新的绝缘缺陷的产生，引起 GIS 设备内部发生局部放电(Partial Discharge,PD)或局部发热2。Open AccessOpen Access严雯 等 DOI:10.12677/aac.2023.132023 192 分析化学进展 如图 1 所示，GIS 设备由于制造工艺的问题，在其内部难免出现一些金属凸起和毛刺等，这些由于现代制作工艺所带来的缺陷将会导致 GIS 设备随着使用时间的增加从而产生一些绝缘故障。这些缺陷导致了 GIS 设备内部的部分区域的局部电场强度变大进而引发局部放电，直接导致 SF6受热分解产生性质不稳定的 SF4等多种硫的低氟化物，等到温度降低时，以上分解产物发生可逆反应生成 SF6气体3。但是实际工程所用的 SF6气体并非是纯净的，通常含有极少量的氧气和水等副产物，其在高温环境中通常会分解生成性质非常不稳定的低氯化合物，并且低氯化合物在之后又会与 SF6气体中存在的少量的氧气和水发生化学反应，从而生成化学性质更为稳定的 CS2、SOF2、SO2F2等产物4。由于反应不可逆，所以这些产物无法还原生成 SF6气体，从而导致 GIS 设备内部绝缘性能随着工作时间的增长变得越来越差，长时间过后必然会对设备的安全可靠稳定运行产生不好的影响。此外，由于产物多为含硫、含氟化合物，这些产物对 GIS 设备的金属材料和固体绝缘具有较强的腐蚀作用，不仅增加了设备的维护成本的负担，还给电力系统输送电环节的安全可靠带来了威胁5。Figure 1.Internal flaws in GIS 图图 1.GIS 存在的内部缺陷 因此，利用 Material Studios 软件，探究 SF6局部放电特征分解气体组分之一 CS2分子，在 N-TiO2上的吸附特性(吸附距离、电荷转移量、态密度、前沿分子轨道等)，对 GIS 内部 SF6分解气体组分在局部放电情况下进行测定，测出的分解组分可以用来作为气体绝缘开关设备内部存在缺陷的重要依据，对研制相应的智能电网 SF6局部放电特征分解组分气敏传感器具有重要的工程和科学意义6。2.仿真实验原理及方法仿真实验原理及方法 密度泛函理论密度泛函理论 密度泛函理论(Density functional theory,DFT)主要研究的是多个电子体系结构的一种量子力学计算方法。由于波函数的变量实在是太多，在实际的应用当中不方便处理，所以要用电子密度去取代波函数作为研究的基础变量，电子密度仅仅只是相当于三个变量的函数，其不管是在概念上还是实际应用中都要比波函数更加简单。当 Thomas-Fermi 模型被建立的时候，密度泛函理论正式被世人所发现，但是那时的密度泛函理论在论据上还不够充分，所以在实际应用中也是颇受限制，后来由于 Hohenberg-Kohn 定理被提了出来，密度泛函理论才有了充分的理论依据作为支撑。密度泛函理论证明了当变量是基态密度的时候，便可以将整个体系的能量最小化，于是便得到了基态变量。密度泛函理论虽然有 Hohenberg-Kohn 定理作为其理论依据的支撑，但是其也只能计算体系的基态性能。Hohenberg-Kohn 定理：严雯 等 DOI:10.12677/aac.2023.132023 193 分析化学进展 ()1(,NEE n=?rrr (2.1)()()()()0 xcE nTnU nEn=+rrrr (2.2)Kohn-Sham 方程：()()()2,effiiivn +=kkkrrr (2.3)基于 DFT 的自洽计算过程：生成 KS 势：()effvnr (2.4)求解 KS 方程：()()()2,effiiivn +=kkkrrr (2.5)得到新的 nout(r)：()()()iiiinf=rrr (2.6)与之前的 nstart(r)比较收敛与否，最后再输出结果。虽然固态物理学的计算方法有很多，但是密度泛函理论作为量子力学的一种计算方法，其在计算精度相较于其它方法也有其优势。由于固体物理学计算的精度要求非常高，而密度泛函理论的精度则是正好满足固体物理学的计算精度的要求。密度泛函理论主要是采用了与局域密度近似的计算方法，并且在固态计算中的花费要比实验更少，也为科研工作节省了不少的开支。虽然密度泛函理论的精度相比其它的物理学计算方法要好不少，但是随着时间的推移，人们对于物理学计算精度的要求也是越来越高，没有经过改进的密度泛函理论已经逐渐不能满足近乎苛刻的精度要求。密度泛函理论子在物理学计算当中的应用越来越广泛，其也在不断的被科研工作者逐渐完善改进，但是它也有着一些局限性，如分子间相互作用和范德瓦尔斯力的计算与分析。3.仿真内容仿真内容 3.1.仿真计算方法仿真计算方法 这一次的主要是在 Materials Studio 的 Visualizer 模块中分别建立 TiO2和 CS2分子的球棍模型(图 2、图 3)，之后再用 Dmol3模块对两者的模型进行结构优化，优化后的 TiO2和 CS2的球棍模型与实际的分子模型在结构误差上就可以忽略不计，并且可以让 N-TiO2对 CS2进行吸附实验得出数据与理论值的差值在实验所允许的误差以内。Figure 2.Ball-and-stick model of the CS2 molecule 图图 2.CS2分子的球棍模型 严雯 等 DOI:10.12677/aac.2023.132023 194 分析化学进展 (a)(b)Figure 3.Different viewing angles of undoped TiO2 crystal planes 图图 3.未掺杂的 TiO2晶面的不同视角图 TiO2和 CS2球棍模型建立及其吸附：首先在 Materials Studio 软件中将 TiO2和 CS2的球棍模型建立起来，利用 Dmol3模块对 TiO2和 CS2分子的球棍模型进行结构上的优化。再对 TiO2进行氮原子掺杂，将 TiO2微观模型中处于二配位的氧原子替换为氮原子，利用Materials Studio软件的Dmol3模块优化计算单个及两个CS2分子球棍模型靠近TiO2中的氮原子距离为 2 左右并且达到稳定后的结构。3.2.氮掺杂的氮掺杂的 TiO2模型构建模型构建 N-TiO2模型的构建主要是将通过MS软件的Dmol3模块结构优化好的TiO2上的氧原子由氮原子取代构成 N-Ti 键(图 4)。(a)(b)Figure 4.Different viewing angles of N-doped TiO2 crystal planes 图图 4.N 掺杂的 TiO2晶面的不同视角图 严雯 等 DOI:10.12677/aac.2023.132023 195 分析化学进展 在图 5 中对比了未掺杂氮原子的 TiO2和 N-TiO2的态密度，我们可以发现在两者的态密度对比图中N-TiO2的峰值要比TiO2的峰值高一些，在图6和图7能带结构图中可以得知未掺杂的TiO2的能隙为1.910 eV，而掺杂氮原子后的 TiO2的能隙为 1.906 eV，这表示 TiO2在掺杂氮原子后的能隙宽度降低了，能隙宽度的降低也直接影响到了价带电子跃迁到导带的能力，其可以使得价带电子更容易跃迁到导带，并且之后吸附基底的导电性也会有所增强。Figure 5.Comparison of the density of states of undoped TiO2 and N-TiO2 图图 5.未掺杂的 TiO2及 N-TiO2的态密度对比图 Figure 6.The energy band structure of N-TiO2 图图 6.N-TiO2的能带结构 严雯 等 DOI:10.12677/aac.2023.132023 196 分析化学进展 Figure 7.Band structure of undoped TiO2 图图 7.未掺杂的 TiO2的能带结构 3.3.Dmol3参数设置参数设置 Dmol3模块中的 Setup 选项卡中，task 选择 Geometry，Optimization，Energy(能量收敛精度)设置为1.0e5 Ha，Max.force(能量梯度)设置为 0.002 Ha/，Max.displacement(原子偏移)设置为 0.005，Max.iterations 数值为 500，Max.step size 数值为 0.3，Quality 选择 Fine。选择泛函时选择 GGA，主要是因为 GGA(General Gradient Approximation，GGA)在广义密度上的精确度要比局域密度近似 LDA(Local Density Approximation,LDA)高，之后再选择 PBE 泛函处理电子间的交换互联作用。之后再将 Use 勾选并选择 Grimme，还需要勾选的有 Spin unrestricted 和 Use formal spin as initial。Dmol3模块中的 Electronic 选项卡中，Integration accuracy、k-point set 选择 Medium，SCF tolerance选择fine，core treatment选择All Electron，为了使得到的数据尽可能误差更小则选择Basis set时选择DNP，且在 More 选项中勾选 Use DIIS 和 Use smearing；在 K-points(布里渊 k 点网格)中选择 Custom grid pa-rameters 后，Quality 和 Separation 的数值将设为默认，Grid parameters 设为 1 1 1。Dmol3模块中的 Properties 选项卡中，勾选 Band Structure(能带结构)的同时设置 Empty bands 的数值为12，k-point set的精度设为Medium，Separation设为0.025；勾选Density of states(态密度)同时设置Empty bands 的数值为 12，Quality 的精度设为 Medium，并且勾选 Calculate PDOS(局部态密度)；勾选 Electron density(电子密度)的同时将 total density 和 Deformation density 两个勾选；勾选 Electrostatics(静电势)的同时对 Electrostatic potential 勾选；勾选 opulation analysis(布居分析)的同时将 Mulliken analysis、Hirshfeld analysis 分别设置为 Atomic Change 和 Charge。3.4.单个及两个单个及两个 CS2分子在分子在 N-TiO2表面的吸附表面的吸附 为了分析不同个数的 CS2分子在氮掺杂的 TiO2晶体表面进行吸附时对其的气敏特性的影响，所以必须做两次吸附实验，即分别进行单个 CS2分子和两个 CS2分子吸附氮掺杂的 TiO2的仿真实验(图 8)，单个CS2和两个 CS2分子吸附 N-TiO2的吸附距离在 2 和 3 之间即可，并且在 Dmol3模块中将需要的参数全部设置好即可开始吸附仿真实验。当吸附仿真实验成功时，就可以进行数据的分析和相应的图表的绘制，其中主要的数据有吸附距离、吸附能、电荷转移量、能带结构、态密度(图 9)。严雯 等 DOI:10.12677/aac.2023.132023 197 分析化学进展 (a)(b)(c)(d)Figure 8.Different viewing angles of single and double CS2 adsorbed N-TiO2 crystal faces stabilized 图图 8.单个及两个 CS2吸附 N-TiO2晶面稳定后的不同视角图 Figure 9.The energy band structure of single CS2 adsorbed N-TiO2 图图 9.单个 CS2吸附 N-TiO2的能带结构 严雯 等 DOI:10.12677/aac.2023.132023 198 分析化学进展 吸附能 Ea表示的是 CS2分子在氮掺杂的 TiO2表面进行吸附前后其总能量的改变量，因此我们可以根据 Ea 绝对值的大小来判断 CS2分子在氮掺杂的 TiO2晶体表面进行吸附的能力强弱，其公式：asur gassurgasEEEE+=(3.1)吸附能 Egas表示的是一个 CS2分子的能量值，Esur表示的是氮掺杂的 TiO2的能量值，Esur+gas表示的就是硫化物分子在氮掺杂的 TiO2表面进行吸附仿真实验结构稳定后的能量值。Ea 0 即表示 CS2在吸附氮掺杂的TiO2并且结构达到稳定后整个过程中是在吸收能量的，Ea的绝对值越大就表示 CS2在吸附氮掺杂的 TiO2的过程中释放或者吸收的能量就越多，那么 CS2与氮掺杂的 TiO2的吸附作用反应就越强烈，最后形成的结构就越稳定。表 1 中主要包含了吸附能、电荷转移量和稳定距离这三个关键变量，为了弄清楚 CS2在吸附氮掺杂的 TiO2晶体表面结构达到稳定的过程中的电荷转移量，因此在整个吸附仿真的实验过程中通过计算得到了电荷转移量。计算电荷转移量的主要目的是为了了解在整个仿真吸附实验的过程中 CS2分子的电子的走向，如果电荷转移量 Q 0 则表示电荷转移是从 CS2到 N-TiO2。电荷转移量 Q 的含义便是 CS2分子在 N-TiO2晶体表面吸附结构达到稳定后的与 CS2分子进行吸附仿真实验之前的电荷分布的变化值，表 1 中单个 CS2分子吸附 N-TiO2晶体且结构稳定后的电荷转移量 Q 为0.001e，即表示在整个吸附过程中电荷转移是从 N-TiO2到 CS2分子，N-TiO2失去电子；两个 CS2分子吸附 N-TiO2晶体且结构稳定后的电荷转移量 Q 为 0.005e，即表示在整个吸附过程中的电荷转移是从 CS2分子到 N-TiO2，CS2分子失去电子。Table 1.The data variables after the crystal structure of N-TiO2 is stabilized by adsorption of single and two CS2 molecules 表表 1.单个及两 CS2分子吸附 N-TiO2晶体结构稳定后的数据变量 计算体系 靠近方式 吸附能(Ea/Ha)电荷转移量(Q/e)稳定距离 d/CS2-S 20.355 0.001 1.703 2CS2-S 20.333 0.005 1.705、4.112 单个CS2分子和两个CS2分子在N-TiO2晶体表面进行吸附仿真实验过程中的吸附能分别为20.355 Ha和 20.333 Ha，两者在吸附 N-TiO2的整个过程中都是吸收能量，并且数值上差别可以忽略不计。电荷转移量分别为0.001e 和 0.005e，两者在进行吸附仿真实验最后结构达到稳定后其 S 原子与 N-TiO2晶体中的氮原子的距离分别为 1.703 和 1.705、4.112。由上述数据可以得知无论是一个还是两个 CS2分子进行吸附仿真实验过程中都是吸收能量。图 10 所示单个 CS2分子在吸附氮掺杂的 TiO2且结构稳定后的吸附体系的总态密度(Total Density of State，PDOS)，其中 CS2-S-TiO2表示的是用一个 CS2分子中的硫原子靠近氮掺杂的 TiO2晶面中的氮原子；图 11 所示两个 CS2分子吸附氮掺杂的 TiO2且结构稳定后的吸附体系的总态密度，2CS2-S-TiO2表示的是用两个 CS2分子中的 S 原子靠近氮掺杂的 TiO2晶面中的氮原子。图 10 和图 11 可以看出不论是单个还是两个 CS2分子在吸附 N-TiO2晶体且结构稳定的过程中，CS2分子的态密度在整个吸附体系的费米能级附近均有分布，并且相较于单个 CS2分子吸附 N-TiO2晶体结构稳定后的 s 或 p 轨道的导带态密度，两个 CS2分子吸附 N-TiO2晶体结构稳定后的导带态密度明显要比前者多，这说明两个 CS2在吸附 N-TiO2晶体且结构达到稳定后对整个吸附体系的导带态密度贡献更大；而且我们从图 12 和图 13 也可以发现不论是单严雯 等 DOI:10.12677/aac.2023.132023 199 分析化学进展 个或两个 CS2分子，两者在吸附 N-TiO2且结构稳定后的 s 和 p 轨道的态密度的峰值都要比吸附前的 CS2分子的 s 和 p 轨道的态密度峰值小，不仅如此，单个和两个 CS2分子在吸附 N-TiO2晶体且结构达到稳定后的 X 轴正半轴 s 和 p 轨道的态密度已经没有了波形。图 14 可以发现两个 CS2分子吸附 N-TiO2晶体且结构达到稳定后的态密度峰值相较于单个 CS2分子吸附 N-TiO2晶体结构稳定后的态密度要大，两个 CS2分子结构稳定后整个吸附体系在 X 轴的16、14、8、7.5 eV 等坐标位置的态密度峰值都要比单个 CS2分子结构稳定后的态密度峰值大，并且单个 CS2分子吸附结构稳定后的吸附体系的态密度波形在 X 轴正半轴就已经没有了。Figure 10.The total density of states of the adsorption system af-ter the adsorption of a single CS2 molecule to stabilize the struc-ture of N-TiO2 图图 10.单个 CS2分子吸附 N-TiO2结构稳定后吸附体系总态密度 Figure 11.The total density of states of the adsorption system af-ter the adsorption of two CS2 molecules to stabilize the structure of N-TiO2 图图 11.两个 CS2分子吸附 N-TiO2结构稳定后吸附体系总态密度 严雯 等 DOI:10.12677/aac.2023.132023 200 分析化学进展 (a)(b)Figure 12.The comparison of the density of states of the s and p orbitals of CS2 after the structure of N-TiO2 is stabilized by the adsorption of single CS2 and before the adsorption 图图 12.单个 CS2吸附 N-TiO2结构稳定后与未吸附前 CS2的 s 和 p 轨道的态密度对比图 (a)严雯 等 DOI:10.12677/aac.2023.132023 201 分析化学进展 (b)Figure 13.The comparison of the density of states of the s and p orbitals of CS2 after two CS2 adsorbed N-TiO2 structures stabilized and before the adsorption 图图 13.两个 CS2吸附 N-TiO2结构稳定后与未吸附前 CS2的 s 和 p 轨道的态密度对比图 Figure 14.The total density of states of the adsorption system after the adsorption of single and two CS2 molecules to stabilize the structure of N-TiO2 图图 14.单个及两个 CS2分子吸附 N-TiO2结构稳定后吸附体系总态密度 4.结论与展望结论与展望 本文基于密度泛函理论，对 SF6分解气体在 N 掺杂 TiO2上的吸附进行了理论计算。为了全面了解这些吸附过程，考虑了 Mulliken 布居分析、DOS 和前沿分子轨道理论。具体结论如下：1)单个 CS2分子吸附 N-TiO2晶体且结构稳定后的电荷转移量 Q 为0.001e，N-TiO2晶面的导电性有所降低；两个 CS2分子吸附 N-TiO2晶体且结构稳定后的电荷转移量 Q 为 0.005e，N-TiO2晶面的导电性有所上升。不论是单个 CS2分子还是两个 CS2分子在吸附 N-TiO2晶体且结构稳定后的电荷转移量都可以忽略不计。2)单个CS2分子和两个CS2分子在N-TiO2晶体表面进行吸附仿真实验过程中的吸附能分别为20.355 严雯 等 DOI:10.12677/aac.2023.132023 202 分析化学进展 Ha 和 20.333 Ha，这说明两者在吸附 N-TiO2晶体的过程中都是吸收能量；并且两者数值差别几乎可以忽略，这说明 N-TiO2晶体吸附 CS2分子能力的强弱与被吸附的分子数量关系不大。3)两个 CS2分子吸附在 N-TiO2晶体上的能隙相较于单个 CS2分子吸附后稳定的体系的能隙要小，这表明两个 CS2分子的吸附体系比单个分子的吸附体系的价带电子更容易跃迁到导带，并且之后吸附基底的导电性能也有所增强。参考文献参考文献 1 李健.锐钛矿 TiO2纳米管传感器检测 SF6分解组分气敏特性及仿真研究D:硕士学位论文.重庆:重庆大学,2014.2 张锦斌.检测 SF6放电分解组分的 TiO2纳米管传感器气敏特性研究D:硕士学位论文.重庆:重庆大学,2012.3 张明轩,唐炬,曾福平,雷志城,姚强,苗玉龙.SF6局部过热分解的 Reax FF 力场构建及优化J.中国电机工程学报,2019,39(13):3989-3998.4 Cui,Z.L.,Zhang,X.X.,Li,Y.,et al.(2019)Adsorption and Decomposition of SF6 Molecule on-Al2O3(0 0 0 1)Sur-face:A DFT Study.Adsorption,4,1625-1632.https:/doi.org/10.1007/s10450-019-00146-x 5 朱宁,吴司颖,曾福平,唐炬,雷志城,徐肖庆.基于 SF6分解特性的局部放电故障程度评估J.中国电机工程学报,2019,39(3):933-942+972.6 Zhang,X.X.,Zhang,J.,Dong,X.C.,et al.(2017)A DFT Calculation of Fluoride-Doped TiO2 Nanotubes for Detecting SF6 Decomposition Components.Sensors,17,1907-1921.https:/doi.org/10.3390/s17081907