B40作為NH3傳感器及存儲(chǔ)CO2的理論研究.pdf

1、自從C60富勒烯被發(fā)現(xiàn)之后，在將近二十多年的時(shí)間里，人們一直在探索發(fā)現(xiàn)硼基富勒烯存在的可能性。盡管硼基納米結(jié)構(gòu)的理論研究已經(jīng)取得了很大的進(jìn)展，但在2014年以前依然沒有實(shí)驗(yàn)證明硼的納米結(jié)構(gòu)的存在。2014年，一種全硼的，籠狀的團(tuán)簇B40在實(shí)驗(yàn)下被觀察到。這種全硼富勒烯的表面通過(guò)σ和π鍵組成，因此表面并不光滑并且呈現(xiàn)出不常見的七邊形，這與C60的結(jié)構(gòu)形成鮮明的對(duì)比。由于硼富勒烯首次在實(shí)驗(yàn)中被觀察到，加上硼富勒烯的特殊性質(zhì)，使得研究B40的

2、應(yīng)用途徑具有非常重要的意義。
　　本文探討了B40作為一種單分子器件來(lái)檢測(cè)氨氣和B40作為吸附劑來(lái)存儲(chǔ)二氧化碳，以及從氮?dú)?、氫氣和甲烷中捕獲二氧化碳的理論研究。所用的理論方法是密度泛函理論和非平衡格林函數(shù)。對(duì)B40單分子器件的理論研究表明，由于B40良好的導(dǎo)電性，且B40對(duì)極性分子氨氣的化學(xué)相互作用，從而顯著的改變了B40表面的電子結(jié)構(gòu)，進(jìn)而影響了B40單分子器件的導(dǎo)電性，從而可以檢測(cè)氨氣分子。在B40作為一種存儲(chǔ)二氧化碳及從氮?dú)?/p>

3、、氫氣和甲烷中捕獲二氧化碳的載體的理論研究表明，B40具有較大的比表面積，因此單個(gè) B40分子可以吸附多個(gè)二氧化碳分子并且是化學(xué)吸附，從而可以有效的存儲(chǔ)二氧化碳，然而對(duì)于氮?dú)狻錃夂图淄?，B40對(duì)它們是物理吸附，從而可以很好的從這三種氣體中捕獲二氧化碳。我們的研究結(jié)果對(duì)開辟 B40單分子器件中的新應(yīng)用提供了理論基礎(chǔ)，同時(shí)也對(duì)其它硼富勒烯存儲(chǔ)氣體和捕獲氣體的研究提供了理論參考。此外結(jié)合實(shí)驗(yàn)觀察，還利用巨正則蒙特卡洛模擬方法來(lái)探討了MIL-