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

اسرافیلی, مهدی; سعیدی, نصیبه; نورآذر, رقیه

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 2NO → N₂O + O_ads و O_ads + N₂O → N₂ +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

شیمی محاسباتی

مراجع

[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 B_nN_n 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).