การศึกษาเชิงทฤษฎีของการดูดซับแก๊สบนวัสดุนาโนโบรอนไนไตรด์ที่โด๊ปด้วยคาร์บอน ซิลิกอนและเจอร์มาเนียม

บทคัดย่อ

งานวิจัยนี้ ได้ศึกษาสมบัติทางโครงสร้าง สมบัติทางพลังงาน และสมบัติทางอิเล็กทรอนิกส์ ของแผ่นนาโนโบรอนไนไตรด์ (BNNS) และท่อนาโนโบรอนไนไตรด์ (BNNT) แบบปกติและแบบที่โด๊ปด้วยอะตอมคาร์บอน ซิลิกอนและเจอร์มาเนียม และแบบที่มีการดูดซับด้วยแก๊ส CO, CO2, NO, NO2, CH2O, COF2, COCl2 และ COBr2 โดยใช้ทฤษฎีฟังก์ชันนัลความหนาแน่นที่ระดับของทฤษฎี B3LYP/LanL2DZ ผลการศึกษาแสดงให้เห็นว่าแผ่นและท่อนาโนโบรอนไนไตรด์ที่โด๊ปด้วยอะตอมต่างๆ เหล่านี้มีความสามารถดูดซับแก๊ส NO และ NO2 ได้ดีกว่าแผ่นและท่อนาโนโบรอนไนไตรด์แบบปกติ ยกเว้นการดูดซับแก๊ส NO ของแผ่นนาโนโบรอนไนไตรด์ที่โด๊ปด้วยอะตอมเจอร์มาเนียม สำหรับการดูดซับแก๊สบนแผ่นนาโนโบรอนไนไตรด์ที่โด๊ปด้วยอะตอมต่างๆ เหล่านี้พบว่า การโด๊ปด้วยอะตอมคาร์บอนและซิลิกอนสามารถเพิ่มความสามารถในการดูดซับแก๊ส CH2O การโด๊ปด้วยอะตอมคาร์บอนและเจอร์มาเนียมสามารถเพิ่มความสามารถในการดูดซับแก๊ส COF2 ในขณะที่การโด๊ปด้วยอะตอมคาร์บอนสามารถเพิ่มความสามารถในการดูดซับแก๊ส COCl2 ของแผ่นนาโนโบรอนไนไตรด์ได้นอกจากนั้นยังพบว่า การดูดซับแก๊สต่างๆ เหล่านี้เหนี่ยวนำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงสมบัติทางอิเล็กทรอนิกส์ของแผ่นและท่อนาโนโบรอนไนไตรด์ได้ ดังนั้นแผ่นโนโบรอนไนไตรด์และท่อนาโนโบรอนไนไตรด์ที่โด๊ปด้วยอะตอมคาร์บอน ซิลิกอนและเจอร์มาเนียม สามารถนำไปประยุกต์ใช้เป็นวัสดุสำหรับตรวจวัดแก๊สและกักเก็บแก๊สต่างๆ เหล่านี้ได้

คำสำคัญ