مطالعه DFT اثرميدان الكتريكي بر جذب برخي تركيب هاي نيتروآروماتيك در سطح نانولوله روي اكسيد

DFT Study of Electric Field Effect on the Adsorption of Some Nitroaromatic Compounds on the Surface of Zinc Oxide Nanotube

در اين پژوهش، نظريه تابعيت چگالي (DFT) براي مطالعه فرايند جذب مولكول هاي 2و4و6 تري نيتروتولوئن، 2و4 دي نيتروتولوئن، تتريل و نيتروبنزن در سطح نانولوله روي اكسيد (0‚8) و بررسي اثر ميدان الكتريكي خارجي بر فرايند جذب آن ها مورد استفاده قرار گرفته است. داده هاي به دست آمده از محاسبه ها نشان مي دهد كه اين مولكول ها به ترتيب با انرژي جذب 61.7-، 54-، 110.7- و 61.7- كيلوژول بر مول در سطح نانولوله جذب شده و سبب كاهش بيش از 0.5 الكترون ولت در شكاف انرژي نانولوله مي شوند. با توجه به اين نتيجه ها افزايش رسانايي سامانه كه در نتيجه كاهش شكاف انرژي نانولوله طي فرايند جذب ايجاد مي شود، مي تواند به عنوان عاملي براي شناسايي مولكول هاي نيتروآروماتيك مورد مطالعه استفاده شود. با اعمال ميدان الكتريكي بر ساختارهاي جذبي مشخص مي شود كه با تنظيم شدت ميدان الكتريكي در جهت مناسب مي توان به مقدارهاي مناسبي از انرژي جذب و شكاف انرژي در فرايند جذب اين مولكول ها در سطح نانولوله روي اكسيد دست يافت.

In this research, the adsorption process of 2,4,6-trinitrotoluene, 2,4-dinitrotoluene, tetryl and nitrobenzene on the surface of (8,0) ZnO NanoTube (NT) and the effect of the external electric field on the adsorption properties have been investigated using density functional theory. The results show that these molecules are adsorbed on the ZnO NT with adsorption energies of -61.7, -54, -110.7 and -61.7 kJ/mol, respectively. Also, the energy gap of the tube increased more than 0.5eV after adsorption process. It suggests that the adsorption of these nitroaromatic molecules can induce a significant change in the electrical conductivity of the tube, which shows the potential application of (8, 0) ZnO NT for sensing of the studied molecules. The obtained results of applying the external electric field on the adsorption process of these nitroaromatic compounds showed that the adsorption energy and the energy gap can be controlled by the engineering of electric field strength and direction.