بررسي تئوري جذب گاز استيلن روي نانوقفس‌ بورنيتريد B12N12 و فولرن‌هاي C24

نانوساختارهاي بورنيتريد به علت نسبت سطح به حجم بالا قابليت زيادي در جذب سطحي گازها دارند. در اين مقاله، جذب گاز استيلن روي نانوقفس بورنيتريد B12N12 و همچنين فولرن‌هايC24 با استفاده از محاسبات كوانتومي مورد بررسي قرار گرفت. همچنين تـاثير دوپ‌كردن روي فرآيند جذب مورد بررسي قرار گرفت. طبق نتايج بدست آمده، جذب گاز روي گاف انرژي اين نانوساختارها تاثير مي‌گذارد. دوپ كردن نانوساختار با اتم‌هاي فسفر و آلومينيوم انرژي جذب را به ويژه براي حالت آلومينيوم افزايش مي‌دهد. همچنين در اثر جذب، انتقال الكترون از استيلن به نانوساختار اتفاق مي‌افتد كه محاسبه انتقال كلي چگالي الكترون GEDT و نيز نقشه پتانسيل الكتروستاتيكي مولكول اين انتقال را اثبات كرد. همچنين انتقال الكترونِ بيشتر باعث جذب قوي‌تر مي‌شود كه اين مورد به ويژه براي حالت دوپ‌شده با آلومينيوم قابل ملاحظه است. در مجموع نتايج نشان داد كه جذب استيلن روي نانوساختارهاي بورنيتريدي قوي‌تر از نانوساختارهاي كربني فولرن است.

Nano-structures of boron nitrides have high capability for adsorption of gases due to their high surface/volume ratio. In this research, the adsorption of acetylene gas on boron nitride nanocage B12N12 as well as C24 fullerene was studied using quantum calculations. Also, the effect of doping was elucidated on the adsorption process. According to the obtained results, the adsorption of acetylene gas affects the gap energy. The doping of nanostructures with phosphorous and aluminum atoms, increases the adsorption energy especially in the case of doping with aluminum atom. Also, the electron density is fluxed from acetylene toward the nano-structure which was confirmed by calculation of global electron density transfer GEDT and electrostatic potential map. A more electron transfer results in a stronger adsorption which is especially considerable for doping with aluminum. In conclusion, the results indicated that the adsorption of acetylene gas on the boron nitride nanostructures is stronger than that on fullerenes.