بررسی جذب و شناسایی گاز سمی هیدروژن سولفید بر نانولوله های کربنی آلائیده با اتم آهن و دارای نقص استون-ولز با روش تئوری تابعیت چگالی

Abstract

برای بررسی قابلیت تشخیص و جذب گاز سمی هیدروژن سولفید (H2S)، برهمکنش این گاز با نانو‌لوله‌ی کربنی تک جداره (5,5) با استفاده از تئوری تابعیت چگالی (DFT) مورد ارزیابی قرار گرفت. جهت بررسی اثر تغییرات ساختار نانولوله بر واکنش پذیری آن بر جذب H2S، از نانو‌لوله‌ی خالص، نانو‌لوله‌ی آلائیده با اتم آهن، نانو‌لوله‌ی دارای نقص استون-ولز و نانو‌لوله‌ی آلائیده­ی دارای نقص استفاده شد. بهینه سازی ساختاری با استفاده از سطح نظری B3LYP/LanL2DZ انجام شد. تجزیه و تحلیل انرژی جذب، اختلاف چگالی الکترون، تغییرات هندسی و الکترونی ساختار، مقدار بار جابجا شده بین H2S و نانولوله، تغییرات شکاف هومو-لومو و چگالی حالت­ ها نشان داد که نانو لوله آلاییده با اتم آهن می­ تواند برهمکنش مولکول هیدروژن سولفید با نانولوله کربنی را بهبود بخشد. نتایج نشان داد که بیشترین انرژی جذب مربوط به نانو‌لوله‌ی کربنی آلائیده با اتم آهن و نانو‌لوله‌ی کربنی دارای نقص استون – ولز 5775 آلائیده با آهن به ترتیب با انرژی جذب kcal/mol 04/54- و 85/47- می‌باشد. تاثیر نقص استون-ولز بر برهمکنش نانولوله کربنی با هیدروژن سولفید نشان داد که وجود این نقص در ساختار نانولوله کربنی منجر به بهبود جزئی تمایل نانولوله برای برهمکنش با هیدروژن سولفید خواهد شد.