بهبود حساسیت و واکنش پذیری برخی نانو خوشه‌ها و نانولوله ها نسبت به آلاینده های CO و HCN: مطالعات DFT

تعداد 138 صفحه فایل word

چکیده

مطالعات تجربی گذشته نشان می‌دهد که نانو کلاستر  Zn₁₂O₁₂دوپه شده با آلومینیوم حساسیت بالاتری نسبت به حالت دست‌نخورده نسبت به گاز CO دارد. ما با استفاده از محاسبات تابعی چگالی این مسئله را مدل‌سازی کردیم و دلایل آن را موردبررسی قراردادیم. یک رابطه بین گاف انرژی و مقاومت نانو قفس به دست آمد که برای توجیه حساسیت می‌توان از آن استفاده کرد.  در گام بعدی، کپسوله کردن چند فلز قلیایی و قلیایی خاکی را درون نانو قفس C₃₀B₁₅N₁₅ بر اساس انرژی، خواص ساختاری، و الکترونیکی مطالعه کردیم. جذب تمام فلزات درون قفس گرمازاست، و تمایل به کپسوله شدن فلزات درون نانو قفس از روند K > Na > Ca > Li > Mg > Be تبعیت می­کند. جذب فلزات قلیایی خاکی خواص الکترونیکی C₃₀B₁₅N₁₅ را بیشتر از فلزات قلیایی تحت تأثیر قرار می­دهد. به­علاوه، کپسوله کردن اتم Ca به­طور چشمگیر گاف انرژی نانو قفس را باز می­کند. بعد از کپسوله شدن بعضی از فلزات، دانسیتۀ جریان الکترونی گسیل­شده از C₃₀B₁₅N₁₅ افزایش پیدا خواهد کرد. همچنین جذب مولکول HCN روی BC₂NNT دست­نخورده، دوپه شده با Al و دارای نقص بررسی شد. مولکول HCN به­طور ضعیف روی BC₂NNT دست­نخورده جذب می­شود، و خواص الکترونیکی آن تحت فرایند جذب خیلی کم تغییر می­کند. ما دریافتیم که نقص آنتی­سایت BB روی دیوارۀ نانولوله می­تواند واکنش­پذیری و حساسیت نانولوله را به HCN به­طور قابل‌توجهی بهبود بخشد. درنهایت عامل دار شدن شیمیایی یک صفحه BN با مشتقات گوناگون آلی آزو شامل PC―X, (X = OCH₃, CH₃, NH₂, NO₂, CN)، بررسی شد. انرژی­های واکنش بین eV 19/0 تا 35/0 محاسبه شدند. نتایج نشان می­دهند که انرژی واکنش با افزایش خاصیت الکترون کشندگی گروه­های عاملی افزایش پیدا می­کند.

کلیدواژه: نانو ساختار، تابعیت چگالی، حسگر، آلاینده