B40作為NH3傳感器及存儲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。盡管硼基納米結構的理論研究已經取得了很大的進展，但在2014年以前依然沒有實驗證明硼的納米結構的存在。2014年，一種全硼的，籠狀的團簇B40在實驗下被觀察到。這種全硼富勒烯的表面通過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的結構形成鮮明的對比。由于硼富勒烯首次在實驗中被觀察到，加上硼富勒烯的特殊性質，使得研究B40的

2、應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檢測氨氣和B40作為吸附劑來存儲二氧化碳，以及從氮氣、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B40單分子器件的理論研究表明，由于B40良好的導電性，且B40對極性分子氨氣的化學相互作用，從而顯著的改變了B40表面的電子結構，進而影響了B40單分子器件的導電性，從而可以檢測氨氣分子。在B40作為一種存儲二氧化碳及從氮氣

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 B40分子可以吸附多個二氧化碳分子并且是化學吸附，從而可以有效的存儲二氧化碳，然而對于氮氣、氫氣和甲烷，B40對它們是物理吸附，從而可以很好的從這三種氣體中捕獲二氧化碳。我們的研究結果對開辟 B40單分子器件中的新應用提供了理論基礎，同時也對其它硼富勒烯存儲氣體和捕獲氣體的研究提供了理論參考。此外結合實驗觀察，還利用巨正則蒙特卡洛模擬方法來探討了MIL-