金属和非金属原子间协同效应调控气体小分子的吸附特性

作者：董博方; 谢擎; 周颖; 苏宇峰; 吴东洋; 陈卫光; 唐亚楠^*

来源：原子与分子物理学报, 2021, 38(05): 23-30.

DOI：10.19855/j.1000-0364.2021.051003

• 原子掺杂的石墨烯
• 有毒气体分子
• 吸附
• 第一性原理方法

采用基于密度泛函理论方法系统地研究了单个NO和CO小分子在非金属(B和N)与金属Ni原子共掺杂石墨烯(Bx-Ny-gra-Ni,x+y=0,1,2,3)表面的吸附特性,分析了吸附气体小分子的几何结构,吸附能,电荷转移量以及引起体系磁性变化等情况.研究结果表明:NO和CO倾向于吸附在Ni原子的顶位,B和N掺杂原子的数量和比例能够有效地调制小分子的吸附强度;与吸附的CO分子相比,Bx-Nygra-Ni表面吸附的NO分子能获得较多的电荷,进而表现出高的稳定性.此外,利用吸附的气体小分子与衬底间相互作用强度和灵敏性的差异、以及引起反应衬底的磁性变化将为设计石墨烯基气敏、催化和电子器件提供重要参考.

• 单位
  电子工程学院; 郑州师范学院