بررسی نظری تاثیر نقص دوگانه بر روی بهبود حساسیت پذیری نانولوله های بورنیتریدی نسبت به جذب HCN با استفاده از روشهای DFT

نوع مقاله: مقاله علمی پژوهشی

نویسنده

دانشکده علوم پایه و شیمی/ دانشگاه ارومیه/ ارومیه/ ایران

10.22075/chem.2020.20815.1866

چکیده

محاسبات تئوری تابعیت چگالی در سطح M06/6-31G* بر روی نانولوله های خالص و تغییر ساختاریافته بورنیتریدی (BNNTs) نسبت به جذب گاز HCN به منظور بررسی خصوصیات الکترونیکی و سطح حساسیت پذیری مورد بررسی قرار گرفته است. به منظور به دست آوردن دید عمیق تر نسبت به زوایای جذب گاز بر روی نانولوله، از جنبه های مختلف ساختاری و الکترونی به این موضوع پرداخته شده است. مطابق نتایج به دست آمده، برهمکنش HCN با سطح خارجی نانولوله خالص منجر به تغییر چشمگیری در ساختار و رسانایی آن نمی شود. عدم تغییر محسوس در میزان گاف انرژی نانولوله خالص پس از فرایند جذب، معرفی آن به عنوان سنسور جاذب گاز HCN را امکان پذیر نمی کند. در حالی که اعمال نقص همزمان تغییر دو جایگاه اتمهای B و N در موقعیت روبروی هم بر روی حلقه شش ضلعی که از آن به اعمال نقص دوگانه جایگاه مخالف یاد خواهد شد نه تنها میزان واکنش پذیری HCN نسبت به سطح را دستخوش تغییر ملموس می کند بلکه حساسیت پذیری جذب گاز توسط نانولوله نیز به طرز چشمگیری افزایش می یابد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

The Effects of Double-Antisite Defect on the Improvement of HCN Sensing by BN Nanotube: A DFT Study

نویسنده [English]

  • Aidin Bahrami
Faculty of Chemistry and Basic science/ Urmia University/ Urmia/ Iran
چکیده [English]

Abstract:
Density functional theory evaluations at the M06/6-31G(d) level of theory were performed to scrutinize the electronic sensitivity and reactivity of pristine and defected boron nitride nanotubes (BNNTs) upon HCN adsorption. In order to gain insight into the binding characteristics of adsorbed HCN on the pristine and defective BNNT, some geometrical and electronic parameters were examined. According to our results, the interaction of HCN with the external surface of pristine BNNT leads to no considerable changes in its structure and conductivity. The pristine BNNT cannot noticeably adsorb the HCN with adsorption energy of -3.33 kcal/mol and because of the insignificant change in band gap value, it cannot introduce as a proper HCN sensor as well, whereas B-B antisite defect on the external surface of tube can mainly improve either the reactivity or the sensitivity to HCN. In contrast to B-B antisite, it is noteworthy that the N-N antisite not only adsorbs HCN weakly but also shows no significant sensitivity upon the HCN adsorption.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Adsorption
  • Defect
  • HCN
  • Boron nitride nanotube
  • density functional theory