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硅掺杂的氮化硼纳米管对氯化氰吸附性能的理论研究
  • ISSN号:0567-7351
  • 期刊名称:化学学报
  • 时间:0
  • 页码:315-319
  • 语言:中文
  • 分类:O613.71[理学—无机化学;理学—化学]
  • 作者机构:[1]山东警察学院刑事科学技术系,济南250014, [2]山东大学理论化学研究所,济南250100
  • 相关基金:国家自然科学基金(Nos.20773078 20873076); 中国博士后科学基金(No.20080430188); 山东省博士后创新项目专项资金(No.200802022)资助项目
  • 相关项目:金基双金属团簇结构及催化增效机制的理论研究
中文摘要:

为了探索氮化硼纳米管(BNNT)在化学传感器件领域的潜在应用,我们利用密度泛函理论研究了(8,0)单壁BNNT和硅掺杂的(8,0)BNNT对毒性气体氯化氰分子(ClCN)的吸附性能.结果表明,硼位或氮位硅掺杂的BNNT,均对ClCN分子存在较强的化学吸附,而纯氮化硼纳米管对ClCN仅有较弱的物理吸附.态密度的计算进一步表明硅掺杂使纳米管费米能级附近的电子结构发生显著变化,由于杂化态的引入,使带隙明显减小,增强了对毒性ClCN分子的吸附敏感性.硅掺杂的BNNT有望成为检测毒性ClCN分子的潜在资源.

英文摘要:

To explore the potential application of boron nitride nanotubes (BNNTs) in chemical sensor devices,we investigate the adsorption properties of the pristine and silicon doped (Si-doped) (8,0) single-walled BNNTs towards the toxic gas cyanogen chloride (ClCN) molecule by performing density functional theory (DFT) calculations. The results show that the Si-doped BNNT presents strong chemisorption to the ClCN molecule at both the silicon-substituted boron defect site and the silicon-substituted nitrogen defect site,which is in contrast with the weak physisorption on the pristine BNNT. The calculated electronic density of states (DOSs) further indicate that the doping of the Si atom results in the remarkable changes of the electronic structure of the BNNT near Fermi level,and the introduction of the local states decreases the band gap and increases the adsorption sensitivity towards the toxic ClCN molecule. The Si-doped BNNT is expected to be a potential resource for detecting the presence of toxic ClCN.

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期刊信息
  • 《化学学报》
  • 北大核心期刊(2014版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国化学会 中国科学院上海有机化学研究所
  • 主编:周其林
  • 地址:上海市零陵路345号
  • 邮编:200032
  • 邮箱:hxxb@sioc.ac.cn
  • 电话:021-54925085
  • 国际标准刊号:ISSN:0567-7351
  • 国内统一刊号:ISSN:31-1320/O6
  • 邮发代号:4-209
  • 获奖情况:
  • 首届国家期刊奖,第二届国家期刊奖提名奖,中国期刊方阵“双高期刊”
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国科学引文索引(扩展库),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:28694