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碳掺杂氮化硼纳米管吸附气体小分子的DFT计算
  • ISSN号:0253-3219
  • 期刊名称:《核技术》
  • 时间:0
  • 分类:TL11[核科学技术—核能科学]
  • 作者机构:[1]北京工业大学固体微结构与性能研究所,北京100124, [2]泰山学院物理与电子工程学院,泰安271021
  • 相关基金:国家自然科学基金(No.61204051)资助
中文摘要:

采用密度泛函理论研究了氮化硼纳米管(Boronnitridenanotubes,BNNTs)及碳掺杂氮化硼纳米管对O2、NO2、Fz气体小分子的气敏特性。计算了三种气体小分子吸附在氮化硼纳米管及碳掺杂氮化硼纳米管表面不同位置时的吸附能、相互作用距离,同时还计算得到了气体分子分别吸附在碳掺杂BNNTs不同位置时的电子态密度。研究结果表明,氮化硼纳米管对O2、NO2、F2气体分子比较敏感,碳掺杂氮化硼纳米管可以明显地改变其表面的化学反应活性,增强气体分子与氮化硼纳米管之间的相互作用。

英文摘要:

Background: Chemical sensors that work as electronic noses have attracted extensive attention, yet research about sensor application of C-doped boron nitride nanotubes is still rare. Purpose: In order to realize the gas sensing properties of boron nitride nanotubes (BNNTs) and C-doped BNNTs for some small gas molecules, such as NO2, O2 and F2, we calculated the adsorption property of those gas molecules. Methods: The gas sensing properties of C-doped BNNTs for some small gas molecules have been investigated by using the density functional theory. Results: The interaction distance between gas molecule and BNNT and adsorption energy of gas molecule on the BNNTs and the C-doped BNNTs are obtained by density functional theory (DFT) calculation. We also calculated the electron densities of states for an 02 molecule or a NO2 molecule or a F2 molecule to adsorb on the different positions of C-doped BNNTs. Conclusion: The calculated results show that BNNTs present high sensitivity to the gaseous NO2, O2 and F2 molecules. The chemical reactivity of BNNTs has been changed by carbon molecules, and C-doped BNNTs can improve the interaction between the gas molecules and the BNNTs.

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期刊信息
  • 《核技术》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院上海应用物理研究所 中国核学会
  • 主编:朱德彰
  • 地址:上海800-204信箱
  • 邮编:201800
  • 邮箱:LHB@sinap.ac.cn
  • 电话:
  • 国际标准刊号:ISSN:0253-3219
  • 国内统一刊号:ISSN:31-1342/TL
  • 邮发代号:4-243
  • 获奖情况:
  • 2000年中科院优秀期刊奖,中国中文核心期刊,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:7912