钯掺杂氮化镓纳米管对变压器油中乙烯气体的吸附特性

作者：桂银刚^*; 陈盈; 张晓星; 陈文龙; 陈显平

来源：高电压技术, 2022, 48(04): 1462-1470.

DOI：10.13336/j.1003-6520.hve.20210243

• 油浸式变压器
• 绝缘故障
• 乙烯
• Pd_n-GaNNTs
• DFT

为了在线监测油浸式电力变压器的运行状态，基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理，研究了一种可用于检测变压器油中溶解气体之一——乙烯(C_2H_4)的掺杂改性氮化镓纳米管(GaNNTs)气敏材料。分别将1～4个Pd原子形成的团簇掺杂于GaNNTs表面上，分析了掺杂改性后的体系对C_2H_4气体的气敏响应特性，发现Pd原子掺杂在纳米管表面作为吸附活性位点，有效提高了GaNNTs对C_2H_4气体的吸附性能。基于吸附体系的吸附结构、电荷转移、态密度、能带结构和分子轨道计算，深入分析了掺杂改性GaNNTs对C_2H_4气体的气敏响应机理，结合脱吸附，对比发现Pd_4-Ga NNTs对C_2H_4具有最佳的气敏响应性能。该研究为实验开发用于在线监测C_2H_4等变压器油中溶解气体的高性能气敏传感器提供理论基础。

• 单位
  西南大学; 电子工程学院; 重庆大学; 湖北工业大学