بررسی نظری جذب فرمالدهید برروی نانوصفحه‌های آلومینیوم نیترید برمبنای روش‌هایDFT و مطالعه اثردوپه‌کردن عناصرB وGa

نوع مقاله: مقاله علمی پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی ارشد شیمی/ دانشگاه ارومیه

2 هیات علمی رشته شیمی /دانشگاه ارومیه

10.22075/chem.2020.20997.1874

چکیده

بسیاری از دارو‌های صنعتی و طبیعی و دسته وسیعی از مواد آلی دارای گروه‌های آلدهیدی هستند، بنابراین طراحی سنسورهای حساس به گروه‌ عاملی آلدهیدی می‌تواند کمک شایانی برای اندازه‌گیری کمی و کیفی این مواد ارائه دهد. به همین دلیل در این کار پژوهشی خاصیت سنسوری صفحه‌های نانومتری آلومینیوم نیترید خالص و نانوصفحه‌های آلومینیوم نیترید دوپه شده با عناصر B یا Ga برای جذب فرمالدهید مورد مطالعه قرار گرفت. به این منظور محاسبات مکانیک کوانتومی بر مبنای روش‌های چگالی تابعی برای بررسی نحوه جذب فرمالدهید روی نانوصفحه‌های آلومینیوم نیترید به همراه محاسبات AIMو NBO برای درک عمیق تر برهم‌کنش‌های بین‌مولکولی انجام گرفت. نتایج حاصل نشان می‌دهد که برهم‌کنش اسید- باز لوییس بین اتم O از مولکول CH2O و Alاز نانوصفحه آلومینیوم نیترید خالص و دوپه شده با B یا اتم Ga در نانو صفحه دوپه شده با Gaباعث ایجاد پیوند شیمیایی نسبتا قوی بین نانوصفحه‌ها وCH2O می‌گردد. به عبارتی جذب شیمیایی CH2O روی نانوصفحه های مورد مطالعه می‌تواند به عنوان یک عامل مؤثر در طراحی سنسور‌های جدید و با دقت بالا در اندازه‌گیری کمی وکیفی مواد شیمیایی دارای گروه عاملی آلدهیدی به کار گرفته شود.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Theoretical investigation of the absorption of Formaldehyde on Aluminum-Nitride nanosheets based on the DFT methods and study of the effect of the doping of B and Ga elements

نویسندگان [English]

  • Maryam Jalali 1
  • Ebrahim nemati-Kande 2
1 Chemistry MSC student /Urmia Uinversity
2 Professor of Chemistry/Urmia university
چکیده [English]

Most of the industrial and natural drugs along with a broad range of organic chemicals contain aldehyde groups. Therefore, designing the sensitive aldehyde sensors can help considerably in qualitative and quantitative analysis of such chemicals. Hence, in this study the sensor property of AlN nano-sheets in adsorption of aldehyde groups will be studied. In this respect, in this work, quantum mechanical calculations were done based on density functional theory methods to investigate the absorption of aldehyde on AlN nano-sheets along with the AIM and NBO calculations to deep understand the nature of the intermolecular interaction. Obtained results show that, Louise acid–base interactions between O atom of CH2O molecule and Al atoms of the pure AlN and AlN nanosheets doped with B atom or Ga atom of the nanosheets doped with Ga atom results in a strong chemical bond between AlN and CH2O. In other words, chemical absorption of CH2O on the studied nanosheets can be used as an effective parameter in designing a new and high-quality branch of nano-sensors for quantitative and qualitative analysis of chemicals containing aldehyde group.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Aluminium Nitride
  • Formaldehyde
  • Density functional
  • NBO
  • AIM