مطالعه ی برجذب مولکول های NO(2), NO بر سطح نانولوله کربنی زیگزاگ (8،0)

مطالعه ی برجذب مولکول های NO(2), NO بر سطح نانولوله کربنی زیگزاگ (8،0) و همتای ژرمانیوم دوپ شده ی آن در پیکربندی های مختلف با استفاده از تئوری تابعی چگالی (DFT) و تابع هیبریدی B3LYP و سری پایه ی (6-311G(d,p با کمک نرم افزار گاوسین 09 انجام شد. همچنین به تأثیر برجذب این مولکول ها بر شکاف انرزی اربیتال های مرزی؛ بالاترین اربیتال مولکولی پرشده (HOMO) و پائین ترین اربیتال مولکولی خالی (LUMO) و نیز تحلیل کیفی نمایش سه بعدی تابع موج اربیتال های مرزی، تغییرات طول پیوندهای شیمیایی و زاویه پیوندهای شیمیایی مولکول های برجذب شده و نانولوله های یاد شده دقیقاً مورد تجزیه و تحلیل دقیق قرار گرفته است. نتایج به دست آمده از محاسبه ها، برجذب شیمیایی این گونه ها را بر نانولوله های مزبور نشان داد؛ به این مفهوم که در نواحی مجاور برجذب شیمیایی، طول پیوندها و زاویه پیوندها تغییر چشمگیرتری نشان داد. تحلیل نتایج حاصل از محاسبه ها نشانگر آن است که در حالت کلی بدون در نظر گرفتن نوع نانولوله ی مورد مطالعه (کربنی خالص یا نوع ژرمانیوم دوپ شده ی آن) و نیز نوع مولکول برجذب شوند (NO(2), NO) و همچنین پیکربندی سیستم (نانولوله- گونه ی برجذب شونده)، میزان انرژی برجذب مولکول بر سطح نانولوله ی کربنی خالص و ژرمانیوم دوپ شده در بازه ی برجذب شیمیایی است و تنها میزان این انرژی است که بسته به نوع پیکربندی و نانولوله ی برجذب کننده، متفاوت است. مورد استثنا در این میان پیکربندی (p)NOO بر سطح نانولوله ی کربنی خالص است که انرژی برجذب آن مثبت و قابل ملاحظه است. با توجه به فعال شدن پیوندهای N-O دربرجذب روی نانولوله کربنی زیگزاگ (8،0) خالص و نیز پیوند مولکول برجذب شونده بر سطح همین نانولوله، می توان به عنوان کاتالیزور برای فعال ک ردن این پیوند برای انجام واکنش های شیمیایی کاتالیزوری ناهمگن استفاده کرد. با توجه به این که عمده ی برجذب شیمیایی این دو گاز بر بسترهای نانولوله های کربنی خالص و ژرمانیوم دوپ شده ی آن، از نوع شیمیایی است؛ می توان از این بسترها برای جدا کردن این گازها در مخلوطی از گازها سود برد. ضمناً کاربرد بالقوه این نانولوله ها برای ساخت کاتالیزورهای واکنش های ناهمگن گاز (NO(2 در صنعت می تواند مورد نظر قرار بگیرد.

Keywords:

, DFT , جذب سطحی , نانولوله کربن , دوپ شدن , کاتالیزور