بررسی نظری احیای گاز NO بر روی نانوقفس های B12N12 و B11N12C

نوع مقاله: علمی-پژوهشی

نویسندگان

گروه شیمی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه مراغه، مراغه، ایران

چکیده

امروزه آلودگی هوا یکی از مهم­ ترین مشکل ­های زیست محیطی است که بیش ­تر کشورهای در حال توسعه با آن روبرو هستند. در این مطالعه، با استفاده از محاسبه­ های نظریه ی تابعیت چگالی، مکانیسم احیای گاز NO بر روی بسترهای B12N12 و B11N12C بررسی می شود. مسیر پیشنهادی برای این مکانیسم به­ صورت 2NON2O + Oads و Oads + N2ON2 +O2می­ باشد. نتیجه ­ها نشان می­ دهد دوپه کردن نانوقفس B12N12 با اتم کربن باعث افزایش واکنش پذیری سطح آن می شود. مقدارهای انرژی فعال­ سازی و پارامترهای ترمودینامیکی محاسبه شده نشان می­ دهد که نانوقفس B11N12C فعالیت کاتالیستی بهتری نسبت به B12N12 دارد که به دلیل حضور اتم کربن دوپه شده در این نانوساختار باشد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Kroto H.W., Health J.R., O’Brien S.C., Curl R.F., Smalley R.E.,C60: Buckminsterfullerene, Nature, 318: 162-163 (1985).

[2] Shukla M.K., Dubey M., Zakar E., Namburu R., Leszczynski J., Interaction of Nucleic Acid Bases and Watson–Crick Base Pairs with Fullerene: Computational Study, Chem. Phys. Lett., 493: 130-134 (2010).

[3] Czochara R., Ziaja P., Piotrowski P., Pokrop R., Litwinienko G., Fullerene C60 as an Inhibitor of High Temperature Lipid Oxidation, Carbon, 50: 3943-3946 (2012).

[4] Tóth É., Bolskar RD., Borel A., González G., Helm L., Merbach A.E., Sitharaman B., Wilson L.J., Water-Soluble Gadofullerenes: Toward High-Relaxivity, pH-Responsive MRI Contrast Agents,
J. Am. Chem. Soc., 127: 799-805 (2005).

[5] Koi N., Oku T., Hydrogen Storage in Boron Nitride and Carbon Clusters Studied by Molecular Orbital Calculations, Solid State Commun., 131: 121-124 (2004).

[6] Xin-Xin T., Fu-Qiang Z., Rui-Juan F., Hai-Shun W., Stability of B28N28 Alternant Cages and Their Dependence on Bonds between Squares, Acta Phys. Chim. Sin., 22: 937-941( 2006).

[7] Yong Y., Liu K., Song B., He P., Wang P., Li H., Coalescence of BnNn Fullerenes: A New Pathway to Produce Boron Nitride Nanotubes with Small Diameter, Phys. Lett. A, 376: 1465-1467 (2012)

[8] Sun Q., Wang Q., Jena P., Storage of Molecular Hydrogen in B−N Cage: Energetics and Thermal Stability, Nano Lett., 5: 1273-1277 (2005).

[9] Oku T., Nishiwaki A., Narita I., Formation and Atomic Structure of B12N12 Nanocage Clusters Studied by Mass Spectrometry and Cluster Calculation, Sci. Tech. Adv. Mater., 5: 635-638 (2004).

[10] Strout D.L., Structure and Stability of Boron Nitrides: Isomers of B12N12, J. Phys. Chem. A, 104: 3364-3366 (2000).

[11] Esrafili M.D., Nurazar R., A Density Functional Theory Study on the Adsorption and Decomposition of Methanol on B12N12 Fullerene-Like Nanocage, Superlattice. Microst., 67: 54-60 (2014).

[12] Esrafili M.D., Nurazar R., Methylamine Adsorption and Decomposition on B12 N12 Nanocage: A Density Functional Theory Study, Surf. Sci., 626: 44-48 (2014).

[13] Shokuhi Rad A., Ayubb K., Adsorption of Pyrrole on Al12N12, Al12P12, B12N12, and B12P12 Fullerene-Like Nano-Cages; a First Principles Study, Vacuum, 131: 135-141 (2016).

[14] Shokuhi Rad A., DFT Study of Hydrogen Fluoride and Sulfur Trioxide Interactions on the Surface of Pt-Decorated Graphene, J. Theor. Appl. Phys., 10: 307-313 (2016).

[15] Gonçalves R.D., Azevedo S., Moraes F., Machado M., Energetic Stability of Boron Nitride Nanostructures Doped with one Carbon Atom, Int. J. Quantum Chem., 110: 1778-1783 (2010).

[16] Wu H.Y., Fan X.F., Kuo J.-L., Deng W.-Q., Carbon Doped Boron Nitride Cages as Competitive Candidates for Hydrogen Storage Materials, Chem. Commun.,46: 883-885 (2010).

[17] Wu H., Fan X., Kuo J.-L., Metal Free Hydrogenation Reaction on Carbon Doped Boron Nitride Fullerene: A DFT Study on the Kinetic Issue, Int. J. Hydrogen Energy, 37: 14336-14342 (2012).

[18] Esrafili M.D., Nurazar R., Potential of C-Doped Boron Nitride Fullerene as a Catalyst for Methanol Dehydrogenation, Comput. Mater. Sci., 92: 172-177 (2014).

[19] Zhao F., Wang Y., Zhu M., Kang L., C-Doped Boron Nitride Fullerene as a Novel Catalyst for Acetylene Hydrochlorination: a DFT Study, RSC Adv., 5: 56348-56355 (2015).

[20] Cheremisinoff P. N., "Air Pollution Control and Design for Industry", CRC Press, New York (1993).

[21] Frisch M.J., Trucks G., Schlegel H., "Gaussian 09", Revision A. 1, Gaussian Inc., Wallingford, CT (2009).

[22] Zhao, Y., Truhlar, D.G., Density Functionals with Broad Applicability in Chemistry, Acc. Chem. Res., 41: 157-167 (2008)

[23] Reed A.E., Curtiss L.A., Weinhold F., Intermolecular Interactions from a Natural Bond Orbital, Donor-Acceptor Viewpoint, Chem. Rev., 88: 899-926 (1988)

[24] اسماعیل وصالی؛ زهرا امیرزاده؛ خدیجه دیده بان؛ مطالعه برهمکنش منوترپن‌های خطی با نانو ذره بورنیترید (B12N12)، نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران، (4)35: 11 تا 19 (1395).

[25] Yourdkhani S., Korona T., Hadipour N.L., Structure and Energetics of Complexes of B12N12 with Hydrogen Halides: SAPT (DFT) and MP2 Study, J. Phys. Chem. A, 119: 6446-6467 (2015).

[26] Chigo-Anota E., Escobedo-Morales A., Hernández-Cocoletzi H., López J. L. Nitric Oxide Adsorption on Non-Stoichiometric Boron Nitride Fullerene: Structural Stability, Pphysicochemistry and Drug Delivery Perspectives, Physica E, 74: 538-543 (2015).