مکانیسم جذب آلاینده گوگرد دی اکسید و عامل دارشدن نانولوله های کربنی تک جداره, مطالعه نظری حسگرهای شیمیایی

در این مطالعه، به بررسی سینتیک و مکانیسم جذب مولکول گوگرد دی اکسید که یکی از مهم ترین آلاینده های هواکره به شمار می رود، روی نانولوله های کربنی تک جداره پرداخته شده است. برای این منظور، سه نانولوله کربنی تک جداره شامل صندلی (6،6)، کایرال (6،5) و زیگزاگ (6،0) به عنوان مدل انتخاب شده اند. محاسبات با توجه به جهت گیری های مختلف so2 نسبت به نانولوله کربنی و فرآیند جذب با استفاده از نرم افزار گوسین 9 و تابع هیبریدی b3lyp و مجموعه پایه 6-31g(d) انجام شده است. در همه جهت گیری ها، g∆ واکنش محاسبه و ساختار حالت گذار برای مدل های دارای g< 0∆ بررسی شده اند. بر اساس محاسبات، نانولوله کربنی تک جداره کایرال (6،5) دارای کمترین مقدار انرژی فعالسازی (kcal.mol-1 11/72) و نانولوله کربنی تک جداره (6،6) دارای بیشترین انرژی فعالسازی (kcal.mol-1 17/93 ) در فرآیند عامل دار شدن توسط گوگرد دی اکسید است. براساس آنالیز اوربیتال های طبیعی، فرآیند انتقال بار از نانولوله به گوگرد دی اکسید بررسی شد. آنالیز توپولوژی اتم ها در مولکول ها، تشکیل پیوند کووالانسی را در حالت گذار تائید می کند. نتایج چگالی حالت های کوانتومی، افزایش انرژی سطح فرمی را برای نانولوله کربنی تک جداره (6،6) نشان می دهد که بیانگر کاهش تابع کار آن است که از دیدگاه هدایت و حسگری شیمیایی آن حائز اهمیت است. همچنین نتایج حاصل از اعمال میدان الکتریکی، نشان دهنده پایدارتر شدن ساختارها و انرژی جذب بهتر می باشد.